Une équipe de l’Université de Flinders, en Australie, a mis au point une batterie aqueuse au zinc-iodure capable de dépasser 60 000 cycles de charge et décharge en laboratoire. Lors d’une configuration testée, la cellule pouvait se charger en environ trois minutes tout en conservant environ 150 mAh/g, des chiffres impressionnants par leur longévité, même si cette technologie reste expérimentale et non une solution commerciale à ce stade.

Les clés de la batterie zinc-iodure en 20 secondes

• La cellule expérimentale dépasse 60 000 cycles dans des conditions contrôlées en laboratoire.
• Elle peut effectuer une charge complète en environ trois minutes lors du test de durabilité maximal.
• Elle utilise un polymère basé sur des cyclodextrines pour contrôler les composés d’iode responsables de la dégradation de la batterie.
• Son électrolyte aqueux évite d’avoir recours aux solvants organiques inflammables couramment utilisés dans les batteries lithium-ion.

L’étude a été publiée le 13 août 2026 dans Angewandte Chemie International Edition par une équipe de chercheurs dirigée par Shangxu Jiang et Zhipeng Pei. L’Université de Flinders a également confirmé que le groupe collabore avec l’industrie pour développer une plateforme de prototypage, afin de progresser vers des systèmes de plus grande taille.

Cette recherche est particulièrement pertinente pour le stockage stationnaire d’électricité. Dans les applications liées aux réseaux électriques, centrales solaires ou parcs éoliens, des facteurs tels que la sécurité, le coût des matériaux et le nombre de cycles peuvent être aussi cruciaux que la densité énergétique maximale.

60 000 cycles, mais qu’est-ce que cela signifie réellement ?

Parler d’une batterie pouvant durer 60 000 cycles peut donner l’impression d’un produit pour voitures électriques ou téléphones portables qui nécessiterait quasiment aucune intervention. Ce n’est pas le message que l’étude transmet.

Les chercheurs ont travaillé avec des cellules expérimentales et sous différentes conditions de charge.

Dans une configuration, la batterie a fonctionné entre 1,3 et 1,4 volts, atteint environ 200 mAh/g, et a effectué plus de 8 000 cycles lorsqu’elle était entièrement chargée en environ sept minutes.

Ensuite, l’équipe a accéléré la cadence de charge : avec une charge complète en environ trois minutes, la capacité a baissé à environ 150 mAh/g, mais la cellule a néanmoins dépassé les 60 000 cycles.

Il s’agit d’une différence importante : les chiffres de capacité maximale, de longévité et de vitesse de charge rapide ne sont pas nécessairement atteints en même temps dans les mêmes conditions.

L’article scientifique mentionne également des capacités pouvant atteindre 205 mAh/g avec stockage de deux électrons (2e) et jusqu’à 365 mAh/g avec un mécanisme de quatre électrons (4e). La dégradation, selon les chercheurs, reste faible, située entre 0,0001 % et 0,0003 % par cycle, selon la configuration.

Il est donc exagéré de qualifier cette technologie de « batterie éternelle ». Ce qui a été démontré, c’est qu’une chimie expérimentale à base de zinc et d’iode peut atteindre une stabilité de dizaines de milliers de cycles dans des conditions contrôlées, une avancée notable dans un domaine en développement.

Une « cage moléculaire » pour empêcher l’iode de s’échapper

La durabilité obtenue repose en grande partie sur la solution envisagée pour contrer un problème connu des batteries aqueuses zinc-iodure.

Lors de leur fonctionnement, des espèces de poliyodure peuvent se déplacer depuis le cathode vers d’autres parties de la cellule.

Ce phénomène, appelé communément effet navette ou shuttle effect, entraîne une perte de matériel actif, d’autodécharge, et une dégradation progressive des performances.

Les chercheurs ont cherché à y remédier en utilisant une stratégie chimique de type hôte-hôte.

Ils ont ainsi développé une réseau de polycyclodextrines (polyCD). Les cyclodextrines sont des oligosaccharides structurés avec une cavité interne, dérivés de l’amidon.

En d’autres termes, elles agissent comme de petites cages capables d’accueillir certaines molécules.

L’enjeu consiste à trouver un équilibre : les composés d’iode doivent être suffisamment retenus dans ces cages pour empêcher leur migration libre dans la cellule, mais pas au point d’entraver les réactions électrochimiques nécessaires au stockage et à la libération d’énergie.

Les expérimentations et simulations indiquent que la β-cyclodextrine est particulièrement adaptée grâce à la taille de sa cavité et à sa modérée affinité avec les anions polihalure.

Une liaison trop faible ne limiterait pas l’effet navette. À l’inverse, une liaison trop forte pourrait gêner le fonctionnement de la batterie elle-même.

L’étude a également comparé l’intégration d’autres halogénures. L’ajout de bromure (Br−) a permis une liaison plus efficace avec certains ions positifs d’iode, tout en réduisant leur hydrolyse par rapport au chlorure. Cet aspect chimique est déterminant pour atteindre le stockage de quatre électrons et des capacités plus élevées, comme étudié par le groupe.

L’eau influence aussi la sécurité de la batterie

Un autre aspect important concerne la nature « aqueuse » de cette technologie.

De nombreuses batteries lithium-ion commerciales utilisent des électrolytes organiques inflammables. En cas de dommage, de défaut interne ou de température excessive, un phénomène de fuite thermique peut survenir, ce qui oblige à intégrer plusieurs mécanismes de sécurité dans les véhicules, appareils électroniques ou grandes installations de stockage.

Les batteries aqueuses utilisent principalement un électrolyte à base d’eau.

Cela représente un avantage en termes de sécurité par rapport à certaines chimies lithium-ion avec électrolytes organiques inflammables, notamment pour les installations stationnaires pouvant stocker de grandes quantités d’électricité.

Cependant, cela ne signifie pas qu’une batterie aqueuse soit infaillible ou « résistante aux explosions ». Lors de la conception d’un produit commercial complet, il importe d’évaluer les risques liés aux matériaux, aux connexions électriques et aux systèmes de puissance.

Le choix des matériaux est également un point stratégique.

Le polymère utilisé par les chercheurs est dérivé d’oligosaccharides économiques et biodégradables, tandis que le zinc est un métal industriel très répandu avec une chaîne d’approvisionnement distincte de celle du lithium.

L’Australie a particulièrement intérêt à développer cette chimie, car selon les chercheurs, le pays détient environ 20 % à 28 % des réserves et ressources mondiales de zinc, ce qui pourrait favoriser une filière industrielle dédiée au stockage d’énergie basé sur ce métal.

L’objectif principal : stocker de l’énergie, pas remplacer le lithium dans les smartphones

Le vrai défi sera de »passer de la phase de laboratoire à la mise en œuvre à grande échelle

Une chimie qui fonctionne dans de petites cellules expérimentales ne garantit pas son maintien en termes de capacité, vitesse de charge, efficacité, coût ou longévité quand on la déploie dans des modules comportant des centaines ou des milliers de cellules.

Il faudra aussi étudier des paramètres comme la densité énergétique globale du système, la stabilité de l’anode en zinc, la température de fonctionnement, l’autodécharge, la fabrication industrielle, le recyclage et le coût par kilowattheure stocké.

Pour l’instant, l’une des principales opportunités identifiées par les chercheurs concerne le stockage d’énergie à grande échelle.

Le professeur associé Zhongfan Jia, de l’Université de Flinders, explique que les batteries aqueuses zinc-iodure constituent une alternative promising pour ce type d’applications, et précise que le groupe collabore avec l’industrie pour créer une plateforme de prototypage.

C’est là que ces 60 000 cycles prennent tout leur sens, car une installation associée à une production solaire ou éolienne peut charger et décharger ses batteries plusieurs années durant. Si une technologie parvient à conjuguer une longue durée de vie, des matériaux abordables et une dépendance moindre aux électrolytes inflammables, elle peut trouver sa place, même si elle ne rivalise pas encore complètement avec les meilleures batteries lithium-ion.

Il reste à prouver que ces avantages se maintiennent lors du passage du laboratoire au déploiement industriel. Les 60 000 cycles et la charge en trois minutes sont des résultats expérimentaux concrets, mais ne correspondent pas encore à une batterie commerciale prête à l’emploi.

Ce sera le prochain défi pour cette chimie prometteuse.

Questions fréquentes

Est-il vrai que cette batterie dure 60 000 cycles ?

Oui. Les chercheurs ont réussi à dépasser 60 000 cycles dans une configuration expérimentale spécifique, avec une capacité proche de 150 mAh/g et une charge d’environ trois minutes. Cela ne signifie pas que cette technologie est déjà commerciale avec ces performances exactes.

La batterie se charge-t-elle réellement en trois minutes ?

Une configuration testée permettait de charger en environ trois minutes, tandis qu’une autre a atteint 200 mAh/g lors de plus de 8 000 cycles avec des temps de charge proches de sept minutes.

Peut-elle remplacer le lithium dans les smartphones ?

Pas encore. La technologie est encore en phase expérimentale et en développement de prototypes. Elle vise notamment le stockage stationnaire d’énergie.

Pourquoi peut-elle durer autant de cycles ?

Le cathode utilise un polymère basé sur la β-cyclodextrine, qui agit comme une cage moléculaire pour les composés d’iode, limitant leur déplacement dans la cellule et la perte progressive de matière active, ce qui contribue à sa longévité.