Révolutionnaire : un matériau inédit pour stopper les incendies de batteries lithium-ion!

Des chercheurs chinois ont développé un nouveau matériau capable d’identifier une fuite dans une batterie au lithium-ion avant qu’elle ne devienne une source d’incendie, promettant d’améliorer la sécurité de nos appareils électroniques.

Un nouveau matériau détecteur de fuites

Au début de cette année, un groupe de scientifiques en Chine a rapporté dans une publication de la revue ACS Applied Materials & Interfaces leurs travaux sur un détecteur de gaz novateur. Ce dispositif est conçu pour repérer précocement les fuites d’électrolyte dans les batteries au lithium-ion. Les chercheurs ont mené des simulations informatiques pour déterminer le matériau idéal capable de reconnaître les vapeurs d’éthylène carbonate (EC), un élément crucial de l’électrolyte. Après avoir analysé environ 500 substances, ils ont identifié le COF-QA-4.

Le COF-QA-4 appartient à la famille des Covalent Organic Frameworks (COF), qui peuvent être visualisés comme des structures géométriques microscopiques semblables à des alvéoles d’abeilles. Chaque COF présente une structure régulière dotée de petits pores. Le COF-QA-4 est spécifiquement conçu pour capturer les molécules d’éthylène carbonate. Lorsque cela se produit, il y a une légère modification de sa structure, influençant ainsi sa conductivité électrique. C’est cette modification de conductivité qui est surveillée par un capteur, lequel est responsable de l’alerte.

En résumé, dès qu’une batterie lithium-ion commence à fuir, le COF-QA-4 détecte immédiatement la présence de vapeur d’EC, sa conductivité se modifie, le capteur enregistre ces changements et alerte l’utilisateur du danger potentiel.

Une promesse technologique encore éloignée du marché

Ce capteur n’est pas prêt de se retrouver dans les batteries de nos cigarettes électroniques ou autres petits appareils. Il est nécessaire d’abord de produire le matériau à une échelle industrielle et de miniaturiser le système de détection pour une intégration effective. Ce développement, coûteux, pourrait d’abord bénéficier aux batteries de plus grande taille, telles que celles utilisées dans les véhicules électriques ou les ordinateurs, avant de peut-être s’adapter aux dispositifs plus petits.

Cette avancée scientifique est néanmoins significative car elle pourrait être appliquée à une large gamme d’appareils, allant des voitures électriques aux outils sans fil, en passant par les drones et les smartphones. L’intégration de ce capteur pourrait prévenir de nombreux accidents.

Chaque année, des incendies causés par des défaillances de batteries sont rapportés. D’après la Consumer Product Safety Commission (CPSC) des États-Unis, plus de 25 000 incidents liés aux batteries se seraient produits entre 2017 et 2022. Au Royaume-Uni, en 2023, on compte 1 200 incendies impliquant des batteries, représentant une hausse de 71 % par rapport à l’année précédente.

Sources et références

¹Zhao, L., Yu, C., et al. (2025). Computational screening guiding the development of a covalent‑organic framework‑based gas sensor for early detection of lithium‑ion battery electrolyte leakage. ACS Applied Materials & Interfaces, 17, 10108–10117. https://doi.org/10.1021/acsami.4c19321

²Micromobility Products-Related Deaths, Injuries, and Hazard Patterns: 2017–2022. Voir le rapport

³The Times. Firefighters raise alert over alarming rise in battery fires. Voir l’article