Qu'est-ce qu'une batterie lithium-ion ?

1,Qu'est-ce qu'une batterie lithium-ion ?

Batteries lithium-ion (LIB)Les batteries au lithium-ion, en tant que représentants des batteries secondaires (batteries rechargeables), sont actuellement les batteries les plus utilisées. Les batteries lithium-ion se composent généralement d'électrodes positives, d'électrodes négatives, de séparateurs, d'électrolytes et de boîtiers. Pendant le cycle, elles reposent sur l'insertion et la désinsertion d'ions lithium entre les électrodes positives et négatives à travers le circuit interne et sur le mouvement de va-et-vient des électrons dans le circuit externe pour réaliser la charge et la décharge. Les batteries lithium-ion peuvent être classées en fonction du matériau de l'électrode positive, de l'emballage et de l'application. Lors de cycles de charge-décharge de longue durée, les batteries lithium-ion subissent une série de réactions secondaires, notamment le placage du lithium et la formation de films d'interface électrolyte solide (SEI), qui réduisent la capacité de la batterie. Lorsque la capacité de la batterie tombe à 80% de la capacité initiale, elle est définie comme la fin de sa durée de vie. Leurs caractéristiques comprennent une énergie spécifique élevée, une longue durée de vie, une tension de fonctionnement élevée, une large plage de températures de fonctionnement, l'absence d'effet mémoire, une faible autodécharge et le respect de l'environnement. C'est pourquoi elles sont largement utilisées dans des domaines tels que les véhicules à énergie nouvelle, le stockage de l'énergie dans les réseaux et les appareils électroniques portables.

2,Historique du développement des batteries lithium-ion

Dans les années 1950, le ministère américain de la défense et la National Aeronautics and Space Administration (NASA) ont étudié des batteries à haute densité énergétique utilisant des fluorures métalliques comme électrodes positives et du lithium métallique comme électrodes négatives. Toutefois, en raison de problèmes tels que les dendrites de lithium, les performances n'étaient pas idéales.

Dans les années 1970, John B. Goodenough et son équipe de recherche chez Exxon Mobil ont découvert que les ions lithium pouvaient migrer rapidement dans le TiS2. Ils ont conçu la première batterie au lithium avec du TiS2 comme électrode positive et du lithium métal comme électrode négative. Bien qu'elle soit instable et qu'elle ait une faible densité énergétique, elle a été utilisée pendant 40 ans.

En 1980, l'équipe de Goodenough a choisi le LiCoO2 comme matériau d'électrode positive, ce qui a permis d'augmenter la densité énergétique avec une tension élevée de 4 V, bien que le lithium métal soit toujours utilisé comme électrode négative.

En 1982, des chercheurs de l'Illinois Institute of Technology, dont Prabakar Prabhakar et Selman, ont découvert que les ions lithium pouvaient être insérés dans le graphite, améliorant ainsi la sécurité des batteries au lithium. Les laboratoires Bell ont réussi à mettre au point la première batterie lithium-ion au graphite utilisable.

En 1990, Sony Corporation a officiellement commercialisé des batteries lithium-ion avec du graphite comme électrode négative et des composés contenant du lithium comme électrode positive, les distinguant ainsi des batteries au lithium avec des électrodes négatives métalliques et les nommant officiellement batteries lithium-ion.

En 1996, l'équipe de Goodenough a découvert que le phosphate de fer lithié avec une structure olivine comme matériau d'électrode positive était plus sûr et plus résistant aux températures élevées et à la surcharge. Il est devenu le principal matériau d'électrode positive et a été largement utilisé.

Depuis le 21e siècle, grâce aux efforts des scientifiques, des matériaux d'électrodes positives ternaires de plus grande capacité avec différentes proportions d'oxydes de métaux de transition Ni, Co, Mn et Al sont apparus successivement, stimulant le développement des batteries lithium-ion.

En 2019, le prix Nobel de chimie a été décerné à John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham et Akira Yoshino pour leurs contributions exceptionnelles au développement des batteries lithium-ion.

3,Principe de fonctionnement des batteries lithium-ion

Les batteries lithium-ion, en tant que dispositifs de stockage d'énergie électrochimique, impliquent la conversion de l'énergie électrique en énergie chimique. Elles agissent essentiellement comme des cellules de concentration, également connues sous le nom de "batteries à bascule". Pendant la charge, la tension externe appliquée provoque la désintercalation des ions lithium dans l'électrode positive et leur intercalation dans l'électrode négative à travers l'électrolyte par l'intermédiaire d'un séparateur. Simultanément, pour maintenir la neutralité de la charge, les électrons de l'électrode positive circulent à travers le circuit externe jusqu'à l'électrode négative. Comme les ions lithium se désintercalent continuellement du matériau de l'électrode positive et s'intercalent dans l'électrode négative, le potentiel de l'électrode positive augmente, tandis que celui de l'électrode négative diminue, ce qui entraîne une augmentation de la tension de la batterie (potentiel de l'électrode positive moins potentiel de l'électrode négative) jusqu'à ce que la tension de coupure de la charge soit atteinte.
Pendant la décharge, lorsque la batterie est connectée à une charge externe, les ions lithium se désintercalent de l'électrode négative en raison de la différence de potentiel entre les électrodes positive et négative. Ils traversent ensuite l'électrolyte et le séparateur pour s'intercaler dans l'électrode positive. Comme le potentiel de l'électrode négative augmente progressivement en raison de la désintercalation des ions lithium et que le potentiel de l'électrode positive diminue, la tension de la batterie diminue jusqu'à ce que la tension de coupure de la décharge soit atteinte. Le principe de fonctionnement est illustré dans le diagramme ci-dessous.
Idéalement, l'intercalation et la désintercalation des ions lithium n'affectent pas la structure du matériau actif, ce qui rend la réaction réversible.

Électrode positive d'une batterie lithium-ion

L'électrode positive d'une batterie lithium-ion se compose d'un matériau actif d'électrode positive, de liants, d'agents conducteurs et de collecteurs de courant. Le matériau actif de l'électrode positive est le composant le plus important, car il fournit les ions lithium nécessaires au fonctionnement de la batterie. Il participe aux réactions électrochimiques, intercalant et désintercalant les ions lithium et conduisant les électrons pour maintenir la neutralité électrique. Les performances et le coût du matériau de l'électrode positive influencent considérablement les performances globales et le coût de la batterie.

Matière active de l'électrode positive : La tension de sortie et la capacité disponible de la batterie déterminent l'énergie qu'elle peut stocker. Pour maximiser les performances et la durée de vie de la batterie, les matériaux actifs de l'électrode positive doivent répondre aux exigences suivantes :
Avoir un potentiel redox élevé pour augmenter la différence de potentiel avec l'électrode négative et augmenter la tension de sortie de la batterie.
Peut intercaler autant d'ions lithium que possible pour déterminer la capacité disponible de la batterie.
subissent des modifications structurelles minimales pendant l'intercalation et la désintercalation des ions lithium afin d'améliorer la durée de vie et la fiabilité des piles.
Faible coût, respectueux de l'environnement.
Bonne stabilité chimique et thermique, pas de réaction avec l'électrolyte.
Les matériaux d'électrode positive courants comprennent l'oxyde de cobalt de lithium, l'oxyde de manganèse de lithium, le phosphate de fer de lithium et les matériaux d'électrode positive ternaire tels que l'oxyde de manganèse de nickel cobalt de lithium et l'oxyde d'aluminium de nickel cobalt de lithium.

Électrode négative d'une batterie lithium-ion

L'électrode négative d'une batterie lithium-ion se compose d'un matériau actif d'électrode négative, de liants, d'agents conducteurs et de collecteurs de courant. Tout comme le matériau actif de l'électrode positive, le matériau actif de l'électrode négative doit participer à l'intercalation et à la désintercalation des ions lithium, à la conduction des électrons et au maintien de la neutralité électrique. Cependant, lorsque la batterie est assemblée pour la première fois, l'électrode négative ne contient pas d'ions lithium. Les matériaux actifs d'électrode négative idéaux doivent répondre aux exigences suivantes :
Grande capacité d'intercalation du lithium pour augmenter la capacité des batteries.
Bonne diffusion du lithium dans le matériau actif de l'électrode négative pour résister à des charges et décharges à fort courant.
Bonne conductivité pour éviter la polarisation de l'électrode.
Changements structurels minimes lors de l'intercalation et de la désintercalation du lithium.
Faible coût, bonne stabilité, facilité de fabrication, respect de l'environnement.
Depuis la production commerciale de Sony en 1990, le matériau d'électrode négative largement utilisé est le graphite. Le graphite a une structure cristalline en couches complètes et présente des avantages tels que son faible coût, sa grande stabilité structurelle, sa non-toxicité, sa bonne conductivité et ses propriétés mécaniques, ce qui le rend adapté à de nombreuses applications.

Cependant, alors que l'industrie continue d'exiger des batteries plus performantes, les batteries lithium-ion à électrode négative à base de graphite présentent des inconvénients lorsqu'elles sont utilisées dans des appareils de grande puissance, tels qu'une faible puissance et une sécurité médiocre. Dans les domaines de la recherche et des produits de haute technologie, une nouvelle génération de matériaux d'électrode négative pour les batteries lithium-ion est apparue pour répondre à la demande de batteries de haute puissance. En 2005, Sony a introduit un matériau d'électrode négative composite amorphe/nanocristallin Sn/Co/C, techniquement sûr et peu coûteux, avec une capacité réversible stable pouvant atteindre 450 mA-h/g, ce qui a entraîné le développement rapide d'une série de nouveaux matériaux d'électrode négative (matériaux à base de silicium, matériaux à base de titane, oxydes métalliques et sulfures).

Séparateur de batterie Lithium-Ion

Le séparateur à l'intérieur des batteries lithium-ion a généralement deux fonctions :

Il isole électriquement les électrodes positives et négatives de la batterie afin d'éviter les courts-circuits internes.
Les canaux ioniques à l'intérieur du séparateur permettent aux ions de l'électrolyte de passer librement, assurant la formation d'une boucle de courant électrique normale à l'intérieur de la batterie pendant les cycles de charge et de décharge.
Les matériaux de séparation courants sont généralement des résines à base de polyoléfine. Par exemple, le séparateur Celgard2400 est une membrane microporeuse à trois couches de PP (polypropylène)/PE (polyéthylène)/PP.

Électrolyte pour batterie lithium-ion

Le rôle de l'électrolyte dans les batteries lithium-ion est de faciliter le transfert d'ions entre les électrodes positives et négatives pendant la réaction électrochimique. En raison de la forte réactivité des ions lithium avec l'électrode négative, l'électrolyte des batteries lithium-ion utilise des solvants organiques non aqueux et non toniques comme porteurs d'ions. L'électrolyte doit présenter une conductivité électrique, une stabilité thermique, une stabilité chimique et des caractéristiques de formation de film suffisantes, tout en étant peu coûteux, facile à préparer et respectueux de l'environnement.

L'électrolyte couramment utilisé pour les batteries lithium-ion est un mélange de carbonate d'éthylène (EC) et de carbonate de diméthyle (DMC) comme solvants.

Boîtier de la batterie au lithium-ion

La fonction principale du boîtier est de servir de contenant à la batterie, en protégeant les matériaux internes de la batterie. Comme les batteries lithium-ion sont souvent soumises à une pression externe pendant leur utilisation, le boîtier doit augmenter la résistance mécanique de la batterie pour éviter la déformation des matériaux internes (en particulier le séparateur, qui a la rigidité la plus faible), ce qui affecte la sécurité et la durée de vie de la batterie. L'aluminium de haute qualité est généralement choisi comme matériau pour les boîtiers des batteries lithium-ion.

4. avantages et inconvénients des piles au lithium-ion

Avantages :

Tension de fonctionnement élevée : La tension de fonctionnement des batteries lithium-ion atteint 3,6 V, soit trois fois celle des batteries nickel-chrome et nickel-hydrure métallique, et deux fois celle des batteries plomb-acide.

Densité énergétique élevée : En raison de la tension de fonctionnement élevée et de la faible densité du lithium, les batteries lithium-ion ont une densité énergétique massique (200Wh/kg) et volumétrique (350Wh/L) élevée, soit trois fois celle des batteries plomb-acide (50-70Wh/kg).

Faible taux d'autodécharge : La baisse de capacité causée par les réactions spontanées à l'intérieur des batteries lithium-ion lorsqu'aucune charge externe n'est appliquée est relativement faible.

Longue durée de vie : Les batteries lithium-ion utilisées dans les applications pratiques peuvent être chargées et déchargées plus de 1000 fois.

Pas d'effet mémoire : La capacité de la batterie ne diminue pas en raison d'une décharge incomplète avant la charge.

Large plage de température de fonctionnement : -20°C à 60°C.

Inconvénients :

Coût élevé : Les batteries lithium-ion sont 3 à 4 fois plus chères que les batteries plomb-acide de même capacité.

Mauvaise performance à basse température : L'utilisation de solvants organiques comme électrolytes limite les performances à basse température, et la charge à basse température peut provoquer un surpotentiel supplémentaire à l'électrode négative, entraînant un placage de lithium, ce qui affecte la durée de vie et la sécurité de la batterie.

Mauvaise performance en cas de surcharge : Le dépassement d'une certaine tension de charge peut entraîner la décomposition de l'électrolyte et des matériaux actifs de l'électrode en raison d'une mauvaise stabilité thermique, dégageant une grande quantité de chaleur et affectant la sécurité de la batterie.

Mauvaise sécurité : Une densité énergétique élevée peut entraîner la libération rapide d'une grande quantité d'énergie en cas de défaillance, ce qui expose à des explosions et à d'autres accidents graves en matière de sécurité.

5.Classification des batteries au lithium-ion

Classification par forme d'emballage : Les batteries lithium-ion sont classées en cellules cylindriques, prismatiques et en pochettes en fonction de leur forme d'emballage. La forme d'emballage des batteries est étroitement liée à la méthode de fabrication et aux performances du produit.

Classification par matériau d'électrode positive : Les batteries lithium-ion sont classées en batteries lithium-oxyde de cobalt, lithium-oxyde de manganèse, lithium-phosphate de fer et batteries lithium-ion ternaires en fonction des différents matériaux d'électrode positive. Les avantages et les inconvénients des différents matériaux d'électrode positive sont comparés.

Classification par application : Les batteries lithium-ion sont classées en batteries de type énergie, de type puissance et de type puissance en fonction de leurs scénarios d'application et de leurs exigences en matière de puissance et de densité énergétique.

6. Mécanisme de vieillissement des piles au lithium-ion

Le vieillissement des batteries lithium-ion est le résultat des effets combinés du vieillissement cyclique et du vieillissement calendaire (stockage à long terme), ce qui en fait un processus très complexe et à long terme. Différents types de processus physiques et chimiques internes contribuent au vieillissement des batteries, notamment la formation de la membrane SEI (Solid Electrolyte Interphase) et le placage du lithium.

Croissance du SEI dans les piles au lithium-ion

Au cours du processus de charge initiale (formation) de la batterie, environ 10% du lithium est consommé à l'interface entre l'électrode négative et le séparateur pour former la membrane SEI initiale. Tout au long du cycle de vie de la batterie, la membrane SEI subit un processus cyclique de formation, de croissance, de décomposition et de régénération. La membrane SEI est le produit de diverses réactions entre les ions lithium et les composants de l'électrolyte, ce qui entraîne une réduction du lithium réversible et, par conséquent, une réduction de la capacité de la batterie.

Placage de lithium dans les piles au lithium-ion

Dans des conditions de basse température, de taux élevés et de surcharge, lorsque le potentiel du lithium à l'électrode négative tombe en dessous de 0 V, certains ions lithium continuent à s'incruster dans l'électrode de graphite tandis que d'autres précipitent à la surface de l'électrode de graphite sous forme de lithium métallique, un phénomène connu sous le nom de "placage de lithium". Ce phénomène réduit non seulement la quantité de lithium réversible, mais entraîne également la formation de dendrites, qui peuvent pénétrer dans le séparateur et entraîner de graves risques pour la sécurité, tels que des courts-circuits internes.

7. Défauts de sécurité des piles au lithium-ion

Les batteries lithium-ion, en tant que dispositifs de stockage à haute énergie, présentent intrinsèquement certains risques dus à des défauts dans les matériaux et la conception structurelle au cours du processus de fabrication. L'environnement de travail des batteries est également très complexe. Outre les collisions, les vibrations et les impacts fréquents, le système de batterie dégage également une quantité importante de chaleur pendant son fonctionnement, ce qui peut entraîner des risques pour la sécurité. Les modes de défaillance des batteries lithium-ion comprennent les courts-circuits internes, les courts-circuits externes, la surcharge et la surdécharge, etc.

Court-circuit interne des piles au lithium-ion

Un court-circuit interne de la batterie désigne le phénomène par lequel les matériaux des électrodes positives et négatives forment une connexion électrique à l'intérieur de la batterie. Ce phénomène entraîne une décharge due à la différence de potentiel et s'accompagne d'un important dégagement de chaleur. Lorsqu'une batterie subit un court-circuit interne, une grande quantité d'énergie est rapidement libérée dans un court laps de temps, ce qui provoque un échauffement rapide de la batterie et, dans les cas extrêmes, une explosion de la batterie.

Court-circuit externe des piles au lithium-ion

Contrairement aux courts-circuits internes, un court-circuit externe de la batterie se produit lorsque les électrodes positives et négatives forment directement une connexion électrique à l'extérieur de la batterie. La batterie se décharge à travers une résistance minimale, ce qui entraîne la dissipation de l'énergie chimique stockée à l'intérieur de la batterie sous forme d'énergie thermique. Il en résulte un échauffement rapide de la batterie, bien que la température maximale soit inférieure à celle des courts-circuits internes. Les courts-circuits externes sont généralement causés par des déformations dues à des collisions, à l'immersion dans l'eau et à des défaillances de connexion dans le système de la batterie.

Surcharge/décharge des batteries au lithium-ion

La surcharge (surdécharge) désigne la poursuite de la charge (décharge) d'une batterie après qu'elle a été entièrement chargée (déchargée). Tant la charge (décharge) rapide que la charge (décharge) à haut débit dans les dernières phases peuvent entraîner une surcharge (décharge excessive). Une légère surcharge (surdécharge) peut n'entraîner qu'une légère diminution de la capacité disponible de la batterie, mais une surcharge (surdécharge) prolongée peut nuire à la sécurité de la batterie.

8. considérations de sécurité pour les piles au lithium-ion

Les batteries au lithium-ion ne présentent pas de danger pour l'homme ou l'environnement dans le cadre d'une utilisation normale. Toutefois, une manipulation incorrecte lors de l'élimination, comme le fait de ne pas décharger, démonter, écraser et trier correctement les piles, peut nuire à l'environnement et affecter les organismes environnants et les êtres humains.

Des matériaux tels que le cobalt dans les matières actives des batteries lithium-ion, l'hexafluorophosphate de lithium dans l'électrolyte et le polyéthylène dans le séparateur peuvent être à l'origine d'une pollution organique de l'environnement. Lors de l'élimination, ces matériaux doivent d'abord être déchargés jusqu'à ce qu'ils soient vides. Ensuite, les boîtiers en plastique et en fer doivent être démontés et recyclés. Les matériaux des électrodes doivent subir une lixiviation alcaline et acide, suivie d'une extraction. Les électrolytes, les liquides d'électrodes et certains produits de conversion et d'hydrolyse (hexafluorophosphate de lithium, fluorure d'hydrogène, méthanol, acide formique, etc.) doivent être envoyés à des installations qualifiées pour être éliminés correctement et ne peuvent pas être jetés au hasard. Le recyclage des matériaux d'électrodes clés permet non seulement de réduire la pollution de l'environnement, mais aussi de réduire la dépendance à l'égard de ressources telles que le lithium et le cobalt, ce qui revêt une importance sociale et économique considérable.

Les batteries lithium-ion atteignent généralement la fin de leur durée de vie lorsque leur capacité diminue jusqu'à 80%. Cependant, leur mise au rebut directe entraînerait un gaspillage important des ressources. Elles peuvent être utilisées en cascade dans de multiples scénarios d'application. À leur sortie d'usine, les batteries peuvent d'abord être utilisées dans des véhicules électriques. À la fin d'un cycle de vie, elles peuvent être utilisées dans des systèmes de stockage d'énergie en réseau ayant de faibles exigences en matière de puissance. Cette approche permet non seulement de prolonger la durée de vie de la batterie, mais aussi d'en réduire le coût.

9.Applications des piles au lithium-ion

Secteur automobile

En réponse à la politique nationale de double carbone et à la nécessité de remédier aux pénuries d'énergie et à la pollution de l'environnement, l'industrie automobile doit passer des véhicules à carburant aux véhicules électriques. Les batteries lithium-ion, avec leur haute densité énergétique, leur tension de fonctionnement élevée et leur longue durée de vie, ont été largement utilisées dans les voitures et les bus électriques, en particulier les batteries lithium-fer phosphate et les batteries à système ternaire.

Secteur du stockage de l'énergie en réseau

Afin de réduire la dépendance à l'égard des sources d'énergie non renouvelables (charbon, pétrole, gaz naturel) et de promouvoir les sources d'énergie renouvelables (éolienne, solaire, etc.), la production d'énergie renouvelable a fait l'objet d'une grande attention. Cependant, la production d'énergie renouvelable présente certaines fluctuations et intermittences, ce qui rend la transmission directe au réseau impraticable et provoque l'instabilité du réseau. C'est pourquoi des batteries de stockage d'énergie sont nécessaires pour stocker une partie de l'énergie électrique convertie. Elles peuvent fournir de l'énergie au réseau pendant les périodes de charge maximale, ce qui permet de réguler la fréquence du réseau et d'écrêter les pointes de consommation. Les batteries de stockage d'énergie n'ont pas d'exigence directe en matière de densité énergétique, mais différents scénarios de stockage d'énergie (régulation de la fréquence, écrêtement des pointes) ont des exigences en matière de densité de puissance de la batterie. Les batteries lithium-ion à longue durée de vie et à haut rendement de conversion énergétique peuvent répondre à ces exigences.

Secteur des appareils électroniques portables

Ces dernières années, avec l'essor de technologies telles qu'Internet, l'Internet des objets (IoT) et le big data, les appareils électroniques se sont multipliés, rendant la vie des habitants plus pratique. Les batteries au lithium-ion se trouvent dans divers appareils électroniques tels que les smartphones, les lecteurs MP3, les lecteurs MP4, les appareils photo, les télécommandes, les jouets pour enfants, etc.

10. tendances dans le développement des piles au lithium-ion

La Chine, qui est la région la plus active dans le développement mondial des batteries lithium-ion, a vu la taille de son marché augmenter d'année en année. Les véhicules à énergie nouvelle sont le principal moteur de la croissance rapide des batteries au lithium-ion. La demande de batteries lithium-ion sur le marché du stockage de l'énergie devrait également s'accélérer. En plus de répondre à la demande intérieure, les batteries lithium-ion seront également exportées en grandes quantités vers l'Europe, l'Amérique, l'Australie, l'Asie du Sud-Est et d'autres régions.

Les pays du monde entier attachent une grande importance au développement de l'industrie des batteries lithium-ion. La société japonaise Panasonic et la société sud-coréenne LG Energy Solutions, les deux principaux géants des batteries lithium-ion, juste derrière la société chinoise CATL, visent à occuper une plus grande part de marché. En mai 2018, la Commission européenne a publié le "Plan d'action sur la stratégie en matière de batteries", proposant un plan de recherche à long terme pour la technologie des batteries au cours des dix prochaines années, appelé "BATTERY 2030+". Sa vision est d'inventer les batteries du futur, en créant une technologie de rupture et des avantages concurrentiels sur l'ensemble de la chaîne de valeur pour l'industrie européenne. BATTERY 2030+ vise à mettre au point des batteries ultraperformantes, fiables, sûres, durables et abordables en utilisant des méthodes de recherche interdisciplinaires et des technologies de pointe telles que l'intelligence artificielle, la robotique, les capteurs et les systèmes intelligents.

Selon la "feuille de route sur les économies d'énergie et la technologie des véhicules à énergie nouvelle" publiée par le ministère de l'industrie et des technologies de l'information, l'objectif de densité énergétique pour les batteries d'énergie en 2030 est de 500Wh/kg. Actuellement, la densité énergétique la plus élevée des batteries ternaires NCM n'est que de 250-300Wh/kg. L'augmentation de la teneur en nickel dans les systèmes ternaires devrait permettre d'améliorer encore la densité énergétique, mais elle pourrait également affecter la sécurité. La question de savoir comment augmenter la densité énergétique sans compromettre la sécurité est importante et doit être abordée. Les performances médiocres des batteries par temps froid ont toujours été un problème pour les batteries lithium-ion. Le développement de batteries tout temps capables de s'adapter aux basses températures est également une voie d'avenir pour le développement des batteries lithium-ion. En outre, des efforts devraient être faits pour améliorer la durée de vie et réduire les coûts, qui sont tous des points chauds de la recherche future.