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Se renseigner sur l'Histoire des batteries

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Les batteries ont fourni la principale source d'électricité avant le développement des générateurs et des réseaux électriques vers la fin du 19ème siècle. Les améliorations successives de la technologie des batteries ont facilité les grandes avancées en matière d'électricité, depuis les premières études scientifiques jusqu'à l'essor des télégraphes et des téléphones, pour finalement aboutir aux ordinateurs portables, aux téléphones mobiles, aux voitures électriques et à de nombreux autres appareils électriques.

L'histoire de la batterie telle que nous la connaissons débute avec l'invention en 1799 de la première pile électrique par le physicien italien Alessandro Volta. La pile volta consistait en des paires de disques de cuivre et de zinc empilés les uns sur les autres et séparés par une couche de tissu ou de carton imbibé de saumure.

Un chimiste britannique nommé John Frederic Daniell trouva un moyen de résoudre le problème des bulles d'hydrogène de la pile voltaïque en utilisant un second électrolyte pour consommer l'hydrogène produit par le premier. En 1836, il inventa la pile Daniell, qui consistait en un pot de cuivre rempli d'une solution de sulfate de cuivre, dans lequel était immergé un récipient en faïence non émaillé rempli d'acide sulfurique et d'une électrode de zinc. La barrière en terre cuite était poreuse, ce qui permettait aux ions de passer mais empêchait les solutions de se mélanger.

L'invention de la pile Daniell fut un grand pas dans le développement de la batterie. Ce fut la première source pratique d'électricité. Elle fournissait un courant plus durable et plus fiable que la cellule volta. Elle était aussi plus sûre et moins corrosive. Elle avait une tension de fonctionnement d'environ 1,1 volt et elle est rapidement devenue le standard de l'industrie, en particulier dans les réseaux télégraphiques.

La batterie au plomb

Jusqu'à l'invention de la batterie au plomb, les dispositifs existants devaient être jetés lorsque toutes leurs réactions chimiques étaient épuisées. En 1859, Gaston Planté inventa la batterie plomb-acide, la toute première batterie rechargeable de l'histoire.

Le premier modèle de Planté consistait en deux feuilles de plomb séparées par des bandes de caoutchouc roulées en spirale. Ces batteries ont été d'abord utilisées pour alimenter les lampes dans les wagons. En 1881, Camille Alphonse Faure inventa une version améliorée consistant en un treillis en grille de plomb dans lequel est pressée une pâte d'oxyde de plomb. Plusieurs plaques pouvaient être empilées pour une meilleure performance et cette conception était plus facile à produire en série.

La batterie Nickel-cadmium

En 1899, un scientifique suédois nommé Waldemar Jungner inventa la batterie au nickel-cadmium, une batterie rechargeable qui contenait des électrodes de nickel et de cadmium dans une solution d'hydroxyde de potassium. Ce fut la première batterie à utiliser un électrolyte alcalin. Elle a été commercialisée en Suède en 1910 et a atteint les États-Unis en 1946. Les premiers modèles étaient robustes et avaient une densité énergétique nettement meilleure que les batteries au plomb, mais étaient beaucoup plus chers.

Les batteries Nickel-hydrogène et nickel-hydrure de métal

La batterie au nickel-hydrogène est entrée sur le marché en tant que sous-système de stockage d'énergie pour les satellites de communication commerciaux. Les premières batteries NiMH (nickel-métal hydrure) sont apparues sur le marché en 1989 comme une variante de la batterie au nickel-hydrogène des années 1970. Les batteries NIMH tendent à avoir une durée de vie plus longue que les batteries NiCd. Elles sont aussi moins dommageables pour l'environnement.

Les batteries lithium-ion

Les expérimentations sur des batteries au lithium débutèrent en 1912 avec le physicien américain Gilbert Newton Lewis, et dans les années 1970 les premières piles au lithium apparaissent sur le marché. En 1980, un chimiste américain, John B. Goodenough, inventa la cathode LiCoO2 et un chercheur marocain, Rachid Yazami, découvrit l'anode en graphite. Cela a conduit une équipe de recherche dirigée par Akira Yoshino d'Asahi Chemical, au Japon, à construire en 1985 le premier prototype de batterie au lithium-ion, une version rechargeable et plus stable de la batterie au lithium.

Aujourd'hui, le marché de la batterie est dominé par les batteries Li-ion. Les parts de marché de cette batterie étaient estimées à 22,8 milliards de dollars en 2016 et les spécialistes prévoient que cette part atteindra 93,1 milliards de dollars américains à l'horizon 2025, avec une croissance annuelle de 17%.

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