En repensant la structure d’un composant clé, une équipe de chercheurs chinois a mis au point une technologie de charge extrêmement rapide permettant à une batterie lithium-ion d’atteindre 60 % de sa capacité en quelques minutes.
Optimiser la structure interne de l’anode
Publiés dans la revue Science Advances, leurs travaux se sont concentrés sur l’amélioration de l’anode des batteries lithium-ion (qui en constitue la borne positive), ouvrant la voie à une augmentation substantielle de leur capacité de stockage et de leur vitesse de rechargement.
S’il avait été précédemment montré que le fait de remplacer le graphite et le cuivre par du lithium pur, ou d’incorporer des nanosphères expérimentales constituaient des solutions prometteuses, les chercheurs de l’université des sciences et technologies de Chine ont développé une nouvelle architecture poreuse parsemée de particules de graphite de différentes tailles.
L’idée était de remédier à la nature non ordonnée des anodes actuelles, qui présentent de nombreuses cavités les rendant peut adaptées à la charge rapide.
La distribution spatiale des particules de graphite, ainsi que la porosité des électrodes, a été optimisée à l’aide de différents modèles théoriques, et des nanofils ainsi qu’un revêtement de cuivre ajoutés afin d’améliorer les performances de l’anode. Lorsque cette dernière a été chauffée puis refroidie, la suspension de graphite s’est comprimée, formant un matériau nettement plus ordonné.
Un temps de charge significativement réduit
L’anode expérimentale a ensuite été fixée à une batterie lithium-classique afin de pouvoir évaluer son impact sur le temps de charge. L’équipe a constaté que la cellule modifiée se rechargeait à 60 % en 6 minutes à peine (contre moins de 40 % pour le dispositif témoin, intégrant une anode classique) et atteignait 80 % de charge en un peu plus de 11 minutes.
Décrite comme une « batterie au lithium-ion à charge extrêmement rapide », cette nouvelle technologie constitue selon ses créateurs un tremplin prometteur vers des véhicules électriques beaucoup plus pratiques.
