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Vers une batterie solide à 6000 cycles
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Des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences viennent de publier dans la prestigieuse revue Science Material la présentation d’une batterie solide d’un nouveau genre. L’équipe de chercheurs a en effet développé une batterie solide inédite, aux propriétés remarquables : en particulier, les cellules de cette batterie peuvent supporter 6 000 cycles de charge-décharge et toujours conserver 80 % de leurs capacités à la fin. Pour rappel, Volkswagen a lui aussi communiqué il y a quelques jours sur une batterie solide, mais qui ne s’aventure pas au-delà des 1 000 cycles.
Plus concrètement, si une voiture était dotée d’une batterie de 60 kWh (soit environ 500 km d’autonomie) avec cette technologie, elle pourrait rouler 3 millions de kilomètres et toujours avoir 48 kWh de capacité restante ! Et ce n’est pas fini : la recharge semble également être de premier ordre, puisque l’étude, reprise par le média américain Electrek, annonce une recharge en dix minutes seulement. Une performance qui nécessite toutefois des bornes très puissantes…
Pour parvenir à ce résultat, les chercheurs annoncent avoir surmonté le défi de la formation des dendrites. Une dendrite, c’est une projection de métal sur l’anode (l’électrode négative de la batterie, à ne pas confondre avec la cathode, l’électrode positive), qui peut se ramifier et créer des sortes de racines qui pénètrent dans l’électrode. Deux désavantages majeurs suivent cette formation : plus il y a de dendrites, plus la surface de l’anode est inégale, et plus cela attire de nouvelles dendrites — une sorte de cercle vicieux, donc. Dans le pire des cas, ces dernières peuvent rejoindre la cathode, créant un court-circuit, pouvant aller jusqu’à l’inflammation de la batterie.
Dans une batterie solide « traditionnelle », l’anode doit se débarrasser de ces dendrites, mais cela prend du temps et peut même détériorer encore davantage sa surface — de quoi attirer encore plus de dendrites, si vous avez bien suivi. Et c’est là que l’équipe de Xin Li innove, puisqu’elle a doté l’anode de sa batterie d’un placage de particules de silicone (à l’échelle du micron). Lorsque les ions de lithium arrivent dessus, ils s’y déposent de façon homogène et ne forment aucune dendrite. De fait, l’évacuation du lithium sur l’anode se fait bien plus facilement et rapidement, tout en la laissant intacte. Nous avons donc l’explication sur cette recharge express et cette durée de vie assez incroyable.
L’équipe a fourni la licence de cette technologie à une entreprise rattachée à Harvard, Adden Energy, qui va tâcher de créer une batterie de ce type pour voiture. Pour rappel, les premières batteries solides ne sont pas attendues avant 2028 (Nissan) et 2030 (BMW et Toyota). Avec une autonomie comprise entre 600 et 900 km et un temps de recharge rapide de 20 à 30 minutes, ces batteries solides, en outre plus écologiques, devaient permettre aux voitures électriques de devenir majoritaires au cours de la prochaine décennie.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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