Nouvelle technologie des piles : une percée d'un laboratoire sud-coréen promet une densité énergétique et une durée de vie accrues

Selon Advanced Sciencele principe de base d'un nouveau système mis au point par des chercheurs sud-coréens est une structure in situ "d'électrodes et d'électrolytes imbriqués" (IEE), dans laquelle les composants de l'électrode et de l'électrolyte sont collés ensemble de manière permanente. Contrairement aux cellules lithium-ion conventionnelles à couches, cet emboîtement étroit empêche l'affaiblissement structurel dû aux cycles de charge.

Des batteries très performantes lors des premiers essais

Lors d'essais en laboratoire, les cellules prototypes développées à l'aide d'une structure IEE ont atteint une densité énergétique gravimétrique de 403,7 Wh/kg et une densité volumétrique de 1 300 Wh/L. Ces valeurs sont nettement supérieures à celles des batteries de série actuelles. Ces valeurs sont nettement supérieures à celles des batteries en série actuelles telles que la cellule 4680 de Tesla (241 Wh/kg, 643 Wh/L).

Adaptation aux anodes en silicium

L'un des principaux avantages de la structure IEE est qu'elle convient aux anodes en silicium. En théorie, le silicium peut stocker environ dix fois plus d'ions lithium que le graphite, mais il subit d'importantes variations de volume pendant la charge, ce qui a fortement limité sa durée de vie jusqu'à présent. La liaison solide dans la conception de l'IEE stabilise l'anode et absorbe ces contraintes, ce qui pourrait rendre plus pratique l'utilisation du silicium comme matériau actif.

Technologie à l'échelle du laboratoire

Malgré ses performances élevées, la technologie est encore limitée à l'échelle du laboratoire. La fabrication nécessite de nouveaux procédés de fabrication des matériaux, ce qui rend le transfert vers les lignes de production industrielles complexe et coûteux. Plusieurs années de développement seront donc probablement nécessaires avant qu'une utilisation commerciale ne soit possible.

Un potentiel énorme pour la technologie des batteries

Toutefois, si la technologie des EEI se généralise, elle pourrait accroître considérablement le contenu énergétique et la durée de vie des batteries. Cela aurait des implications considérables non seulement pour les véhicules électriques, mais aussi pour les smartphones, les ordinateurs portables et les dispositifs de stockage fixes, en particulier à une époque où les fabricants cherchent de plus en plus à améliorer simultanément l'autonomie, les cycles de charge et la durabilité.