La technologie de l'alliage hybride Li surpasse la densité énergétique des batteries à l'état solide : Gangfeng lance la production de cellules en masse

Ganfeng Lithium, le plus grand fournisseur de lithium métal au monde, a réussi à fabriquer une batterie à électrolyte solide à 95 % dont la densité énergétique dépasse celle de la première génération de batteries à l'état solide annoncée par des entreprises telles que Toyota ou Samsung.

Gangfeng fournit près de la moitié du lithium mondial et détient 70 % du marché local chinois. La société expérimente constamment de nouvelles applications, de nouveaux alliages d'électrodes et de nouveaux mélanges d'électrolytes.

Densité énergétique record pour les batteries solide-liquide

Grâce à l'utilisation d'un alliage de lithium innovant, Gangfeng a réussi à lancer la production de masse des premières cellules de batterie à électrolyte solide à 95 %, d'une densité énergétique de 650 Wh/kg. À titre de comparaison, Toyota, Samsung et d'autres se préparent à lancer des produits commerciaux de batteries à l'état solide en 2027 avec une densité énergétique de 500 Wh/kg, ce qui était auparavant considéré comme la limite théorique de la technologie.

Selon M. Gangfeng, l'électrolyte à l'état solide n'est pas à lui seul la solution miracle pour obtenir des densités d'énergie élevées. La technologie à base de sulfure la plus répandue offre une densité deux fois supérieure à celle des batteries de VE actuelles, mais peut encore former des dendrites si elle est plus élevée. Dans la nouvelle batterie de 650 Wh/kg, l'entreprise a laissé une petite partie de l'électrolyte sous forme liquide pour assurer la maîtrise des coûts et la compatibilité avec les lignes de production actuelles, tout en concentrant ses efforts sur les alliages d'électrodes Li qui permettent d'obtenir une capacité énergétique plus élevée :

Plusieurs défis majeurs doivent être relevés dans la préparation des alliages de lithium : le lithium a une faible densité et les éléments d'alliage sont susceptibles de sédimenter, ce qui entraîne une ségrégation de la composition, qui peut former une seconde phase dure dans les cas les plus graves, susceptible de perforer le séparateur ou de provoquer des fissures de traitement ; le point de fusion de l'alliage est plus élevé, ce qui rend le processus de fusion plus difficile à contrôler. Grâce à l'amélioration des équipements et des processus, nous avons obtenu un alliage uniforme et une amélioration inattendue des propriétés mécaniques : la résistance à la traction, la dureté et le module d'Young de l'alliage sont tous supérieurs à ceux du lithium pur, ce qui résout considérablement le problème de la rupture des bandes au cours du traitement et améliore la stabilité de la production.

En conséquence, l'alliage de lithium formant les électrodes de la nouvelle batterie de 650 Wh/kg présente une densité de courant critique (CCD) de 50 mA/cm² à une vitesse de dépôt de 1 mAh/cm². Dans des conditions de fabrication typiques de dépôt de 3 mAh/cm², la DCC est maintenue au-dessus de 10 mA/cm² et peut même atteindre 12,6 mA/cm², de sorte que la batterie peut être chargée à des vitesses de 3C en 20 minutes.

Selon la première norme de performance et de classification des batteries à l'état solide normeune telle batterie relèverait encore de la catégorie des batteries hybrides solide-liquide, puisqu'elle contient encore une partie d'électrolyte liquide. Cependant, la densité énergétique des batteries à l'état solide reste supérieure à celle des batteries à l'état liquide, à l'exception de celles qui sont à l'état de prototype à l'état de prototype.La technologie des batteries hybrides solide-liquide est une bonne solution palliative, selon CATL, pendant que les fabricants s'efforcent de réduire le coût et d'augmenter la durée de vie des batteries à l'état solide.

La batterie de 650 Wh/kg de Gangfeng, dotée d'un électrolyte hybride solide-liquide, sera d'abord utilisée dans des applications telles que les drones ou les robots humanoïdes, où la densité énergétique est d'une importance capitale, puis, à terme, dans les véhicules électriques. Le partenaire de Volkswagen en Chine, le groupe FAW, a récemment annoncé qu'il procédait à des tester une berline électrique dotée d'une technologie de batterie solide-liquide d'une densité énergétique de 500 Wh/kg, de sorte que la voie de l'électrolyte hybride s'avère de plus en plus viable.

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