Les batteries lithium-silicium pour smartphones décodées

On est vraiment dans une ère dorée, c'est clair comme de l'eau de roche. Nos petits gadgets électroniques, ils font un tas de trucs pour nous : communiquer, se repérer, apprendre, s'éclater, traduire des bidules, prendre des photos et des vidéos... Mais y a un truc qui n'a presque pas bougé depuis plus de 50 piges. Les batteries.

Sans jus, nos appareils portables valent pas mieux que des presse-papiers. Dans cet article, on va causer de la dernière trouvaille qui booste les batteries lithium-ion et qui fait grimper leur capacité : les batteries lithium-silicium. Mais avant de plonger là-dedans, petit point sur les bases.

C'est quoi, une batterie ?

En gros, une batterie, c'est un bidule qui stocke et fournit de l'électricité grâce à des réactions électrochimiques. Trois composants principaux là-dedans :

• L'anode : L'électrode où se passe l'oxydation (perte d'électrons) pendant la décharge. On utilise souvent du graphite ou des métaux.
• La cathode : L'endroit de la réduction (gain d'électrons) à la décharge. Les matériaux varient, avec du lithium, du cobalt ou du manganèse, selon le type de batterie.
• L'électrolyte : Un machin qui permet aux ions de bouger entre l'anode et la cathode, facilitant le courant électrique. C'est généralement un liquide ou un gel ionique.

Quand tu branches un truc qui a besoin de juice, les ions chargés se mettent en route de l'anode vers la cathode via l'électrolyte. Ça crée une différence de potentiel, et les électrons filent vers ton appareil pour le faire tourner.

Les batteries lithium-ion

Les recherches sur ces batteries ont démarré dans les années 60 et ont accouché d'un produit commercial dans les 90. Le premier prototype vient de la NASA en 65, et le premier produit commercial, c'était un truc de Sony en 91. Le lithium, c'est le meilleur choix après tout un tas de recherches, surtout pour la cathode, souvent faite d'oxyde métallique de lithium, et l'anode en carbone, genre graphite, avec un électrolyte de sel de lithium. Et le silicium dans tout ça ?

Les batteries lithium-silicium

Ces batteries, c'est un petit ajustement à l'anode qui fait un gros effet sur la capacité. Le graphite plafonne à 372 mAh/g, mais le silicone cristallin pur peut atteindre théoriquement 3600 mAh/g, presque dix fois plus.

Pourquoi on n'a pas encore de batteries de smartphone à 50 000 mAh ? Parce que le silicium pur, ça aime pas trop changer de volume quand ça charge ou décharge, ça peut gonfler, craquer, et pire.

Du coup, pour éviter les dégâts tout en profitant un peu du silicium, les scientifiques ont créé un matériau composite silicium-carbone. Ça booste la capacité de l'anode en graphène avec des nanoparticules de silicium. Actuellement, on atteint environ 550 mAh/g. Tesla s'en sert pour ses bagnoles, et Honor pour ses smartphones Magic 5 Pro, le pliable Magic V2, et le futur Magic 6 Pro.

Et après ?

Faut pas confondre avec les batteries à état solide, hein. C'est une autre histoire, avec des promesses de capacité et de charge ultra-rapide, mais aussi des gros défis à relever.

Les batteries lithium-silicium-carbone, c'est l'avenir ? Absolument ! Attendez-vous à voir plus de fabricants de smartphones s'y mettre. Le gros plus, c'est que la fabrication et les matériaux sont pas trop éloignés des batteries lithium-ion classiques. Ça veut dire qu'on peut les produire en masse à un coût acceptable.

Pour le moment, ces batteries offrent juste un bonus de 20 % en capacité, mais avec les progrès, on pourrait décupler ce chiffre. Des iPhones et des Galaxies à 10 000mAh, c'est peut-être pour bientôt.