La Chine développe une batterie au lithium deux fois plus puissante que celle de Tesla

Bien qu’elles aient encore de nombreuses limites, les batteries au lithium restent à ce jour parmi les batteries les plus performantes disponibles sur le marché. Et ces performances sont continuellement améliorées. Récemment, une équipe de chercheurs chinois a développé une batterie lithium-métal deux fois plus puissante que les batteries de Tesla.

À la recherche de batteries toujours plus performantes

Alors que l’industrie automobile se tourne de plus en plus vers les véhicules électriques pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et lutter contre le changement climatique, le développement de batteries plus avancées et plus efficaces est devenu une préoccupation urgente. Ainsi, de nombreuses recherches sont menées à travers le monde afin de développer des batteries de nouvelle génération avec des performances accrues. Des scientifiques chinois de l’université de Tianjin ont réalisé une importante percée dans ce sens.

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Ils ont développé une batterie lithium-métal à haute énergie avec une densité énergétique deux à trois fois supérieure à celle des batteries lithium-ion existantes. En effet, d’après les résultats de la recherche publiée dans la revue Nature, cette nouvelle batterie lithium-métal a une densité énergétique (la quantité d’énergie stockée par unité de masse) de plus de 600 wattheures par kilogramme. À titre de comparaison, la batterie la plus avancée actuellement utilisée par Tesla a une densité énergétique d’environ 300 wattheures par kilogramme.

Très certainement, une telle batterie a le potentiel de révolutionner l’industrie des véhicules électriques. Elle devrait notamment permettre aux futures voitures électriques d’atteindre une autonomie deux à quatre fois supérieure à celle actuelle, tout en gagnant considérablement en poids. En effet, les batteries ayant une densité énergétique plus élevée peuvent être plus petites et plus légères que celles qui ont une densité énergétique moins élevée. Elle ouvrirait également la voie à de meilleures performances et à un meilleur rendement. Elle pourrait également offrir des possibilités intéressantes pour d’autres formes de transport, comme les avions électriques.

Un bond technologique

Par ailleurs, il faut savoir que si les batteries lithium-métal offrent un potentiel bien supérieur à celui des alternatives lithium-ion standards, leur développement a été freiné par des limitations liées à la conception de l’électrolyte. L’équipe de l’université de Tianjin a relevé ce défi en introduisant un nouvel électrolyte délocalisé qui permet d’optimiser les structures de solvatation afin d’améliorer à la fois les performances et la durée de vie. Pour comprendre cela, il faut savoir que normalement, chaque ion lithium est entouré d’une disposition spécifique de molécules de solvant.

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Cette structure a été rendue non localisée, permettant ainsi à l’ion d’interagir de manière plus flexible. Les chercheurs ont également utilisé l’apprentissage automatique pour tester informatiquement les sels de lithium et les solvants afin de trouver les meilleures combinaisons. Ils ont aussi ajouté du fluor, ce qui confère à l’électrolyte une grande stabilité thermique. Dans l’ensemble, le projet a conduit au développement de la batterie haute capacité et d’un bloc batterie, tous deux offrant une sécurité et une stabilité de cyclage améliorées.

Actuellement, une ligne de production pilote est déjà en place, et la technologie a d’ores et déjà été déployée sur trois microdrones de fabrication nationale. Ces essais sur les drones ont montré que la batterie pouvait multiplier par 2,8 l’autonomie de vol des appareils. Elle a également résisté à 25 cycles de charge complets sans instabilité ni dégradation notable. Par ailleurs, la Chine développe une source d’énergie miniature pour un siècle d’utilisation : « une batterie qui ne meurt jamais ».