Dans nos voitures électriques, aujourd’hui, on trouve des batteries dites lithium-|a5c2af1c09f7f3c0444fc6371005aafc| Leur autonomie dépasse difficilement les 500 kilomètres. Mais les constructeurs évoquent une autre technologie qui pourrait nous permettre de rouler sans recharger pendant presque 1 200 kilomètres. La technologie dite lithium-métal. Alors pourquoi n’est-elle pas encore intégrée à nos véhicules électriques ? Parce que ce type de batterie perd rapidement sa capacité à stocker de l’énergie après relativement peu de cycles de charge et de décharge.
Les ingénieurs travaillent sur la question. Et des chercheurs de l’université de Stanford (États-Unis) proposent aujourd’hui une solution étonnante à ce problème. Leurs travaux publiés dans la revue Nature montrent qu’il suffit de vider la batterie et de la laisser reposer pendant quelques heures pour restaurer sa capacité, augmenter sa durée de vie et améliorer ses performances globales. Seule manipulation à faire, donc, une reprogrammation du logiciel de gestion de la batterie. Une manipulation simple et peu coûteuse.
Engineers have created a new type of battery that can charge much faster than current batteries. This battery, called a lithium-metal battery, could revolutionize the electric vehicle industry. 🔋🪫 pic.twitter.com/EGyP4nxHEe
— Michael Rutchland (@MRutchland) October 29, 2023
Les chercheurs estiment que leurs travaux pourraient aider à orienter d’autres études qui contribueraient à une commercialisation généralisée des batteries lithium-métal. Et ce serait une bonne nouvelle à plus d’un titre. Une batterie lithium-métal, en effet, peut stocker deux fois l’énergie d’une batterie lithium-ion dans le même espace. Elle est aussi plus légère grâce à une anode en lithium qui remplace l’anode en graphite. Résultat, une batterie lithium-métal peut contenir au moins un tiers d’énergie en plus par livre — par 500 grammes environ, donc — qu’une batterie lithium-ion.
Pour comprendre comment résoudre son problème de dégradation rapide à la charge/décharge, il faut savoir que lorsqu’une batterie lithium-métal se décharge, des morceaux de lithium métallique de la taille d’un micron se retrouvent piégés dans l’interphase d’électrolyte solide (SEI), une matrice spongieuse qui se forme à l’endroit où l’anode et l’électrolyte se rencontrent. Du lithium isolé que les ingénieurs considèrent comme mort. Et les charges et décharges répétées entraînent une accumulation de ce lithium mort, entraînant une perte rapide de capacité de la batterie.
LES BATTERIES LITHIUM-MÉTAL INTÈGRENT UNE ANODE EN LITHIUM MÉTALLIQUE QUI LEUR PROCURE UNE DENSITÉ D’ÉNERGIE PLUS ÉLEVÉE QUE LES BATTERIES LITHIUM-ION. LEUR ÉLECTROLYTE SOUVENT SOLIDE LEUR PERMET DE S’AFFRANCHIR DU PROBLÈME DE LA FORMATION DE DENDRITES. © MARGAUD LECUYER, INSTITUT DES MATÉRIAUX DE NANTES
Des travaux antérieurs avaient montré que la matrice SEI commence à se dissoudre lorsque la batterie est inactive. Pour aller plus loin, les chercheurs ont complètement déchargé une batterie. De quoi supprimer tout le lithium métallique de l’anode. Et ne laisser que des morceaux inactifs de lithium isolé entourés par la matrice SEI. Ils ont observé que si la batterie reste déchargée, la matrice se dissout. Résultat, lorsque la batterie est ensuite rechargée, le lithium mort qui n’est plus gêné par la m
Comment appliquer cette découverte au monde réel ? En demandant au système de gestion de la batterie de décharger complètement les modules individuels les uns après les autres. Une batterie comporte environ 4 000 de ces modules. Et leur offrir du temps de repos pourra augmenter considérablement la durée de vie de l’ensemble.
avec futura
