Les batteries sont l’un des facteurs limitant le plus l’évolution des appareils électroniques, leur densité énergétique ne progressant pas aussi vite que la densité des transistors dans les semi-conducteurs. De nouvelles méthodes de fabrication et de nouvelles formulations permettent d’accroître régulièrement cette densité, mais Sony pense pouvoir la faire progresser sensiblement en utilisant du soufre.
Le Nikkei rapporte en effet que Sony aurait réussi à stabiliser les batteries lithium-soufre, et travaille maintenant à vérifier la sureté à long terme de sa solution, pour une commercialisation à l’horizon 2020. De telles révolutions sont souvent annoncées, mais rarement suivies d’effets. Sauf que Sony a commercialisé les premières batteries lithium-ion en 1991, et que le champ des batteries lithium-soufre est sans doute mieux balisé que celui des batteries « miracle » au graphène.
Avant de revenir dans les laboratoires, l’idée des batteries lithium-soufre a été oubliée pendant près de soixante ans. C’est que si elles offrent une grande densité énergétique, elles se dégradent après quelques centaines de cycles, la cathode de soufre se dissolvant dans l’électrolyte sous la forme de polysulfures, jusqu’à détruire l’anode de lithium. Les recherches, qui ont repris ces cinq dernières années, visent à stabiliser la cathode.
L’Université de Stanford a ainsi travaillé sur des capsules de soufre protégées par une couche d’oxyde de titane, alors que le Pacific Northwest National Laboratory a plutôt planché sur un revêtement du lithium. L’Université de Waterloo étudie quant à elle l’action du dioxyde de manganèse : à défaut d’empêcher la formation de polysulfures, il les transforme en un composé… protégeant la cathode !
Les batteries lithium-soufre ainsi formées offrent une densité énergétique jusqu’à deux fois supérieure à celle des batteries lithium-ion communes, et tiennent entre 500 et 1 500 cycles. Les chiffres communiqués par Sony sont plus modestes, ce qui semble indiquer que la firme japonaise a choisi une approche plus conservatrice mais plus facile à fabriquer à grande échelle, et qu’elle pourrait donc bien tenir son objectif de commercialisation.
À l’horizon 2020 donc, les batteries pourraient offrir la même autonomie en occupant 30 % d’espace en moins, ou offrir 40 % d’autonomie supplémentaire dans le même espace. Voilà qui est prometteur, mais ce n’est qu’un premier pas : ce sont toujours des batteries au lithium, un élément assez rare et surtout très toxique. Les recherches sur les batteries au sodium, les accumulateurs métal-air, et la fabrication du graphène ont de beaux jours devant elles.