Scandale industriel : cet échographe détecte en quelques secondes les défauts de batteries responsables d’incendies dramatiques et évitables

La sécurité des batteries est un enjeu crucial à l’heure où leur utilisation se généralise dans les appareils électroniques et les véhicules électriques. Les récents développements technologiques offrent de nouvelles perspectives pour détecter et prévenir les défauts pouvant mener à des incendies. Les chercheurs de l’université de Drexel ont mis au point une méthode innovante utilisant les ultrasons pour repérer les anomalies internes des batteries lithium-ion. Cette approche promet non seulement de réduire les risques, mais aussi d’améliorer les processus de fabrication et de recherche. Elle pourrait bien transformer la manière dont les batteries sont testées avant d’être mises sur le marché.

Scanner les batteries avec des ultrasons

Les chercheurs de Drexel ont employé la microscopie acoustique de balayage pour envoyer des ondes sonores de faible énergie à travers des batteries à poche commerciale. Ce procédé permet de révéler les caractéristiques structurelles et mécaniques internes sans interrompre le fonctionnement des batteries. En observant la modification des ondes sonores après leur interaction avec l’échantillon, les chercheurs peuvent déduire un nombre important de caractéristiques structurelles et mécaniques. Cette méthode est capable de détecter l’accumulation de gaz, les zones sèches, les fissures internes et les composants mal alignés. La présence de gaz est particulièrement préoccupante car elle indique des régions sèches où les cellules pourraient court-circuiter pendant l’utilisation.

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Les limites des contrôles actuels

Actuellement, les fabricants de batteries s’appuient principalement sur des inspections visuelles, des tests limités sur des échantillons de cellules et des radiographies pour vérifier la qualité. Toutefois, l’imagerie par rayons X est lente, coûteuse et limitée dans ce qu’elle peut révéler. Selon le Dr Wes Chang, chercheur principal et professeur assistant à Drexel, bien que la majorité des batteries lithium-ion soient performantes et sûres, des défauts peuvent survenir lorsque des milliers de cellules sont utilisées dans les véhicules électriques. La demande croissante pour l’électronique grand public et le transport électrique a entraîné une augmentation de la production de batteries, augmentant ainsi le risque d’introduction de cellules de moindre qualité sur le marché.

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Des outils élargis pour la recherche et développement

Les ultrasons ne sont pas seulement une solution pour la fabrication, mais aident également les laboratoires de recherche à développer de nouvelles chimies de batteries. L’équipe de Chang s’est associée à SES AI, une startup de batteries au lithium métal, pour tester l’outil dans un contexte réel de R&D. Les ingénieurs ont utilisé les retours pour affiner rapidement les conceptions. La sensibilité des ultrasons les rend utiles non seulement pour détecter les défauts dans la fabrication, mais aussi pour évaluer comment les nouvelles chimies de batteries échouent. En plus de l’outil physique, le groupe a développé un logiciel open-source qui contrôle l’instrument et effectue une analyse rapide des données.

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Perspectives d’avenir pour la technologie ultrasonique

L’équipe prévoit d’améliorer encore le système pour permettre l’imagerie tridimensionnelle des électrodes et des cellules entières, rendant ainsi les défauts internes encore plus faciles à identifier. Cette avancée pourrait transformer la manière dont les batteries sont évaluées dans le cadre de la recherche et du développement. En abaissant la barrière d’entrée, les tests ultrasoniques pourraient devenir une partie intégrante de la recherche et du développement des batteries. Les scientifiques souhaitent construire de meilleures batteries sans avoir à développer de nouveaux outils, facilitant ainsi l’interface utilisateur avec des mises à jour logicielles régulières.

Alors que les innovations dans le domaine des batteries continuent de progresser, la technologie des ultrasons pourrait bien jouer un rôle crucial dans la sécurisation et l’amélioration de ces dispositifs énergétiques. Quelles autres technologies pourraient émerger pour transformer encore davantage la manière dont nous concevons et utilisons les batteries ?