Des électrodes en nanotitanate pour améliorer les performances des batteries

D'importants progrès ont été réalisés avec les batteries lithium ion, mais il reste encore de nombreux problèmes de durée de vie (comme avec les systèmes manganèse), de puissance (cas des systèmes fer - phosphatephosphate) ou d'échauffement (systèmes à oxyde de cobaltcobalt notamment).

La plupart des batteries lithium ion utilisent le graphitegraphite comme matériaumatériau de cathodecathode, l'anodeanode pouvant être par exemple en oxyde de cobalt, tandis que l'électrolyte est constitué d'un sel de lithium dissout dans un solvantsolvant organique. Le choix du matériau d'électrodeélectrode joue un rôle déterminant dans la vitessevitesse de charge du dispositif. La compagnie américaine Altair Nano (Reno, NV) spécialisée dans la production de céramiquescéramiques nanostructurées développe de nouveaux systèmes qui utilisent un composé nanostructuré du titanetitane à la place du graphite comme cathode, ce qui permet d'obtenir des durées de recharge très largement inférieures à celles des batteries traditionnelles, durées qui se comptent en minutes plutôt qu'en heures. Le fabricant annonce que 80% de la charge est réalisée dans la minute.

Le matériau nanostructuré utilisé n'est pas contraint au niveau cristallographique, propriété qui évite la dégradation de l'électrode, phénomène qui est responsable de la durée de vie limitée de certaines batteries. Le nombre de cycles de charge/décharge est également très fortement augmenté, dans la mesure où les caractéristiques électrochimiques du nanotitanate utilisé ne favorisent pas le dépôt de lithium métallique sur l'électrode. La gamme de température d'utilisation est relativement large (de moins 30 à environ plus 45 degrés celsiusdegrés celsius), et le coût de fabrication ne devrait pas être augmenté par l'utilisation de ce nouveau matériau d'électrode.

La compagnie Altair Nano qui travaille également sur d'autres applicationsapplications des nanotechnologiesnanotechnologies (revêtements de surface pour les prothèsesprothèses, matériaux pour les soins dentaires) possède ses propres laboratoires de développement et travaille en collaboration avec plusieurs centres de recherche. Elle vient d'obtenir du Department of Energy (DOE) un soutient de 2,5 millions de dollars sur 24 mois pour poursuivre ses recherches sur les matériaux d'électrode (en collaboration avec Rutgers University), sur les nanocapteurs (avec Western Michigan University) et la caractérisation des nanomatériaux (nouvelle collaboration avec University of California, Santa Barbara).

Par Roland Hérino