Batteries électriques : des chercheurs ont doublé la durée de vie grâce à une astuce presque simple et sans changer la chimie !

Les batteries sont le point faible des voitures électriques : elles ne durent pas assez longtemps. Le constat est partagé par les automobilistes et les scientifiques. D'autant que plus une batterie s'use vite, plus il faut recycler rapidement ses composants et/ou extraire des métaux critiques pour la remplacer.

Pour résoudre ce problème, on pense d'instinct à des développements proposés par des chimistes. Mais les gains ne dépassent jamais les 5 à 10 %. Alors, dans l'espoir de vraiment faire avancer la transition automobile, des ingénieurs de l'université de Cambridge (Royaume-Uni) ont choisi de complètement changer de logique.

Pari gagnant puisqu'ils rapportent dans la revue Nature Energy être parvenus à doubler la durée de vie d'une batterie lithium-ion !

Le secret ? Empêcher la batterie de trop respirer

Pour comprendre, il faut savoir qu'une batterie « respire ». À chaque cycle de charge et de décharge, les ions lithium circulent, à travers un électrolyte, de son anode vers sa cathode et inversement. Le mouvement provoque une dilatation et une contraction physiques de la batterie.

Et si notre respiration nous est vitale, pour la batterie, c'est plutôt l'inverse : elle n'apprécie guère cet incessant cycle de contraintes et de relâchements. C'est de ce constat simple que les ingénieurs de l'université de Cambridge sont partis. Ils ont acheté des batteries du commerce. Pas de changement au niveau de l'électrolyte ou des électrodes. Ils les ont seulement enrichies de petits coussins d'air gonflés ou dégonflés au gré des cycles avec pour objectif de maintenir une pression finalement constante sur l'ensemble. Puis, ils ont testé la durée de vie de ces batteries.

Sous faible pression (a), la fissuration accrue de la cathode et la porosité des électrodes favorisent la dissolution des métaux de transition, la décomposition de l’électrolyte et la croissance instable de l’interface électrolyte solide, l’augmentation de l’épaisseur de l’anode résultant de l’isolement du graphite. Sous pression optimale (b), un équilibre entre le contact interparticulaire et la porosité permet une formation stable de l’interface électrolyte solide et minimise la dégradation mécanique. Sous forte pression (c), la porosité réduite, l’accès limité à l’électrolyte et le colmatage des pores du séparateur entravent le transport ionique, entraînant une dégradation accélérée et une augmentation de l’épaisseur due au dépôt de lithium métallique. © Heng Wang et al., Nature Energy 2026

Trouver le juste milieu

Les chercheurs assurent que maintenir une pression constante sur la batterie peut doubler sa longévité. À condition toutefois que cette pression se situe dans une sorte de « zone idéale », soit autour d'environ 12,5 bars. C'est quelque quatre fois plus que la norme pour les batteries bouton classiques. En dehors de cette zone, les batteries s'usent plus vite. Une pression excessive peut provoquer la formation de dépôts de lithium sur l'anode, tandis qu'une pression insuffisante risque de fissurer la cathode.

Ces travaux n'en sont encore à un stade préliminaire, celui des tests de laboratoire. Mais la découverte pourrait avoir un impact considérable sur le marché en pleine expansion des véhicules électriques, et tout particulièrement sur celui de l'occasion. La nouvelle est déjà bonne pour nos émissions de gaz à effet de serre. D'un point de vue plus technique, elle éviterait d'avoir à recycler trop de batteries alors même que les technologies ne sont pas tout à fait au point. Autre avantage majeur, elle permettrait, par la même occasion, de réduire la pression sur l'extraction de matières premières comme le nickel ou le cobalt. D'autant que celle-ci se fait souvent dans des conditions déplorables, tant pour l'environnement que pour les populations qui travaillent dans les mines et vivent aux environs.

L'équipe a déjà déposé une demande de brevet et espère pouvoir proposer bientôt une solution exploitable à l'échelle industrielle.