Histoire des batteries
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.
Découvrir 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.
Découvrir 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.
Batteries Nickel-hydrogène et NiMH
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.
Évolution des 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.