Une équipe de chercheurs chinois a recours à l’intelligence artificielle pour redonner vie aux batteries des véhicules électriques (VE). Allonger la durée de vie des batteries lithium-ion serait une avancée majeure pour rendre les véhicules électriques plus durables, réduire la demande croissante en lithium, et limiter le flux de matériaux critiques – et toxiques – vers les décharges.
Ces scientifiques ont cherché une molécule capable de réinjecter des ions lithium dans une cellule déclarée « morte », c’est-à-dire lorsque sa capacité chute en dessous de 80 % de sa valeur initiale, généralement huit à dix ans après sa fabrication. Recharger une cellule en ions lithium après cet échéancier permettrait de la « ressusciter ».
Le défi était de savoir quelles molécules pouvaient accomplir cette « réinjection ». Avec un nombre quasi infini de combinaisons possibles, les tests en laboratoire auraient demandé un temps et des ressources considérables. Pour avancer plus vite, les chercheurs se sont tournés vers l’intelligence artificielle. « Nous ne savions pas quelles molécules pouvaient accomplir ce travail ni leur structure chimique, alors nous avons utilisé l’apprentissage automatique », explique Chihao Zhao, membre de l’équipe de l’université Fudan, dans une interview accordée au très sérieux Scientific American.
Le modèle d’IA a identifié trois molécules répondant aux critères, parmi lesquelles une sel, le trifluorométhanesulfinat de lithium (LiSO2CF3), s’est révélée la plus adaptée. Selon l’étude parue cette année dans la revue Nature, ce sel organique permettrait d’outrepasser la limite de durée de vie des batteries grâce à une « stratégie d’approvisionnement en lithium au niveau de la cellule ».
Le procédé consiste à ajouter ce sel dans une batterie assemblée ; lors de la formation de la cellule, il se décompose en libérant des ions lithium tout en rejetant des ligands organiques sous forme de gaz. Cette technique rapide et non invasive préserve l’intégrité de la cellule sans nécessiter de désassemblage.
Le résultat ? Une batterie capable d’être rechargée plus de 11 800 fois en conservant 96 % de sa capacité, un exploit prometteur qui pourrait prolonger la vie utile des batteries commerciales de véhicules électriques de façon spectaculaire. L’étude souligne aussi une amélioration de la densité énergétique, une meilleure durabilité et une réduction des coûts comparativement aux batteries lithium-ion classiques.
Bien que ce travail en soit à ses débuts, son impact sur le secteur du véhicule électrique pourrait être considérable s’il venait à être perfectionné et généralisé. Rendre les batteries moins coûteuses est crucial, puisque leur prix représente environ 40 % du coût total d’un VE. Optimiser leur efficacité et leur longévité pourrait ainsi rendre les véhicules électriques plus accessibles.
En outre, cette innovation pourrait atténuer la problématique grandissante des déchets liés aux batteries. Un rapport du Programme des Nations unies pour le développement (PNUD) anticipe qu’en 2040, le monde devra gérer 20 500 kilotonnes de batteries lithium-ion hors d’usage, principalement issues des véhicules électriques. Or, la capacité mondiale actuelle de recyclage plafonne à environ 350 000 tonnes par an, et se concentre majoritairement en Chine.
D’ailleurs, des chercheurs s’appuient eux aussi sur l’IA pour améliorer le recyclage des batteries lithium-ion. Une start-up hongkongaise développe un système portable de recyclage robotisé, capable de trier, broyer et filtrer les matériaux recyclables issus de batteries usagées. Bien que ce système ne traite pas encore les batteries de véhicules électriques, il pourrait inspirer des solutions adaptées à ce flux de déchets en pleine expansion.
Points à retenir
- Les batteries lithium-ion sont jugées « mortes » quand leur capacité descend en dessous de 80 %, souvent après une décennie d’utilisation.
- L’intelligence artificielle a permis d’identifier une molécule capable de recharger ces cellules sans démontage complexe, un sacré gain de temps.
- Le sel de lithium trifluorométhanesulfinate semble prometteur pour prolonger la vie des batteries à près de 12 000 cycles avec une perte de capacité marginale.
- Le coût des batteries représente une part conséquente du prix final des VE, leur amélioration directe pourrait donc changer la donne.
- Le recyclage des batteries peine à suivre le rythme de production et de déchets, notamment hors de Chine, malgré des initiatives pilotées par l’IA.
En somme, on assiste à une fantastique valse des molécules sous l’égide de robots et algorithmes qui, espérons-le, permettront à nos batteries de durer plus longtemps. Cela dit, si on me demandait mon avis, je me demande si l’intelligence artificielle ne devrait pas aussi s’attaquer à notre obsession pour le renouvellement technologique. Car prolonger la vie des batteries, c’est bien, mais prolonger celle de nos gadgets, ne serait-ce pas le vrai défi ? Bref, la science fait son job, à nous de faire le nôtre avec un brin de patience et de sagesse.