La batterie est l’une des inventions artificielles les plus importantes de l’histoire. Aujourd’hui, il est généralement utilisé comme source d’énergie portable, mais dans le passé, les batteries étaient notre seule source d’électricité. Sans sa conception, les conforts modernes tels que les ordinateurs, les véhicules et les appareils de communication n’auraient peut-être pas été possibles.,
la première batterie
avant que Benjamin Franklin ne découvre l’électricité dans les années 1740, le concept de batteries existait peut-être déjà, depuis il y a 2 000 ans. En 1983, un groupe d’archéologues a découvert une collection de jarres en terre cuite à Khujut Rabu, un village près de Bagdad. Les pots contenaient des feuilles de cuivre enroulées avec une tige de fer. Wilhelm König, l’un des archéologues allemands, a discuté de la possibilité de cette combinaison de cuivre et de fer comme une forme de cellules galvaniques utilisées comme batterie., Lorsqu’ils sont mélangés à un liquide acide, le cuivre et le fer peuvent produire une réaction chimique qui se traduit par de l’électricité. On pense que cette première forme de batterie peut avoir été utilisée pour plaquer de l’or dans les artefacts de la civilisation parthe. La dynastie parthe a existé entre 250 AEC à 250 CE .
le voyage qui a conduit à la création de la batterie telle que nous la connaissons aujourd’hui a impliqué une invention après l’autre. Jetez un oeil à la chronologie historique de la batterie et comment les idées pour ce développement sont venus à être.,
1786: les cuisses de grenouilles et L’électricité
Luigi Galvani, un physicien italien, a découvert un indice qui a ouvert la voie à l’idée de la batterie. Galvani disséquait une grenouille attachée à un crochet en laiton avec un scalpel en fer, et comme il touchait la jambe de la grenouille, la jambe se contracta. Le physicien croyait que cela était dû à « l’électricité animale” dans laquelle l’énergie qui a déclenché le mouvement provenait de la jambe elle-même. Alessandro Volta s’y opposa vivement, estimant que le phénomène était dû aux deux métaux différents et à un conducteur humide., Volta a vérifié ce concept à travers une expérience, qu’il a publiée en 1791.
1800: naissance de la Pile voltaïque
Volta poursuit ses recherches en fabriquant la première pile à pile humide. En assemblant des couches de cuivre et de zinc divisées par des couches de carton ou de tissu imbibé de saumure, Volta a inventé ce qui est maintenant connu sous le nom de pile voltaïque. La Pile voltaïque est la première vraie batterie, produisant un courant stable et constant. Mais bien qu’il soit capable de fournir des courants cohérents, le tas voltaïque ne peut pas produire d’électricité pendant longtemps., Les batteries de Volta n’offrent qu’une courte durée de vie, soit une heure au maximum. L’un de ses défauts concerne les fuites d’électrolyte qui provoquent des courts-circuits. Un autre problème est la formation de bulles d’hydrogène sur le cuivre, augmentant la résistance interne de la batterie.
1820: la pile Daniell
le chimiste britannique John Frederic Daniell a ouvert la voie pour surmonter la restriction de la Pile voltaïque en inventant la pile Daniell. Les bulles d’hydrogène ont été éliminées à l’aide d’une deuxième solution électrolytique produite par le premier conducteur., La cellule Daniell utilisait du sulfate de cuivre immergé dans un récipient en faïence non émaillé rempli d’une électrode de zinc et d’acide sulfurique. Comme il était fait de matériau poreux, le récipient en faïence permettait aux ions de passer mais empêchait les solutions de se mélanger. La cellule Daniell a également été la première batterie à incorporer du mercure, utilisé pour réduire la corrosion. Ce type de batterie produisait 1,1 volts et était initialement utilisé pour alimenter les appareils de communication.
1838: la cellule poreuse
un facteur d’instruments basé à Liverpool, John Dancer, a utilisé la conception de la cellule Daniell., Cette batterie était composée d’une anode centrale en zinc trempée dans un récipient en faïence contenant une solution de sulfate de zinc. Le pot en faïence poreux est immergé dans une solution de sulfate de cuivre contenue à l’intérieur d’une boîte de cuivre. Le cuivre peut agir comme la cathode de la cellule. Les Ions traversent la barrière poreuse mais les solutions sont empêchées de se mélanger.
1859: L’arrivée des Batteries Au Plomb-Acide
toutes les batteries précédemment inventées étaient des cellules primaires, et donc elles se vidaient définitivement après toutes leurs réactions chimiques., Gaston Planté a résolu ce problème en créant la première batterie pouvant être rechargée: la batterie Au Plomb. En passant un courant de charge et de décharge dans la cellule, la batterie peut fournir de l’énergie plus longtemps. Un scientifique nommé Camille Alphonse Faure a amélioré la batterie au plomb. Faure a conçu une cellule constituée d’un réseau de grille de plomb dans lequel la pâte d’oxyde de plomb a été pressée. Les couches de ces combinaisons de plaques ont été empilées pour une plus grande performance. Le premier modèle de batterie au plomb était composé de deux feuilles de plomb divisées par des bandes de caoutchouc formant une spirale., Les batteries au plomb-acide ont d’abord été utilisées pour alimenter les lumières des wagons.
1866: la cellule Leclanché, une batterie carbone-Zinc
Le scientifique français Georges Leclanché invente une batterie composée d’une anode de zinc avec une cathode de dioxyde de manganèse enveloppée dans un matériau poreux. La cellule a utilisé une solution de chlorure d’ammonium comme électrolyte. Avec du carbone mélangé dans la cathode de dioxyde de manganèse, cette batterie a présenté une absorption plus rapide et une durée de conservation plus longue., Leclanché a amélioré cette batterie en substituant l’électrolyte liquide dans une version plus pâteuse, ce qui a abouti à la création de la première batterie à cellules sèches. Il pourrait être utilisé dans différentes orientations et transporté sans se renverser.
1886: la version de Carl Gassner de la cellule Leclanché
Une autre version de la cellule sèche a été inventée par Carl Gassner, qui a obtenu un brevet allemand sur une variante de la batterie Leclanché. Gassner a utilisé le plâtre de Paris pour créer la pâte de chlorure d’ammonium, mélangée à une petite quantité de chlorure de zinc afin de prolonger la durée de conservation de la batterie., En conséquence, la batterie offrait un design plus solide et fournissait 1, 5 volts en pleine utilisation. Gassner a obtenu un brevet américain pour cette batterie en 1887. L’idée de Gassner a ouvert la voie à la première batterie centrée sur la masse, alimentant les appareils électriques portables.
1899: la batterie Nickel-Cadmium
Waldermar Jungner, un scientifique originaire de Suède, a inventé la première batterie nickel-cadmium (NiCD). Il s’agit d’une batterie rechargeable contenant des électrodes de nickel et de cadmium trempées dans une solution d’hydroxyde de potassium., C’est la première batterie à utiliser un électrolyte alcalin, ce qui lui donne la capacité de produire une meilleure densité d’énergie que la batterie au plomb.
1903: la batterie Edison
Un célèbre scientifique américain, Thomas Edison, a récupéré la cellule nickel-fer conçue par Jungner et en a créé une autre version brevetée. Edison a utilisé une cellule alcaline avec du fer comme anode et de l’oxyde de nickel comme cathode. Il a également utilisé le chlorure de potassium comme conducteur. La batterie Edison était initialement destinée aux automobiles., Cependant, il a trouvé une plus grande utilisation sur le marché industriel et ferroviaire, étant assez fort pour survivre à des périodes surchargées et non chargées.
1955: L’arrivée des piles alcalines
Les piles Zinc-carbone ont été la principale source d’énergie jusqu’à la fin des années 1950. mais ce type de batterie offre une faible durée de vie et peut facilement être déchargé. Un ingénieur nommé Lewis Urry a été chargé de trouver une solution pour prolonger la durée de vie des batteries zinc-carbone par la Eveready Battery Company., Urry a découvert que l’utilisation d’alcaline dans les batteries offre plus d’avantages, fournissant une plus grande énergie à des courants plus élevés par rapport aux batteries zinc-carbone.
1912: batteries Lithium et Lithium-Ion
Gilbert Newton Lewis a commencé avec l’expérimentation sur les batteries au lithium mais ce n’est qu’à la fin du siècle que les premières batteries au lithium sont devenues disponibles dans le commerce., Trois développements importants ont été essentiels à la création de ces batteries: la découverte de la cathode LiCoO2 par John Goodenough (1980), la découverte de l’anode en graphite par Rachid Yazami (1982) et le prototype de batterie au lithium rechargeable produit par Asahi Chemical, Japon. Sony a commercialisé la batterie lithium-ion en 1991.