Percée dans les nouvelles batteries au sodium : Une charge complète en six minutes seulement

Selon une équipe de chercheurs de Lingnan University Hongkongles batteries sodium-ion constituent depuis des années une alternative rentable et durable aux dispositifs de stockage d'énergie à base de lithium. Le sodium est presque infiniment disponible sur terre sous forme de sel de table et son extraction est nettement moins coûteuse que celle du lithium. Les batteries promettent donc des prix plus bas et une moindre dépendance à l'égard des matières premières essentielles. Cependant, les approches précédentes souffraient de durées de vie courtes et de risques élevés lors des processus de charge rapide.

L'architecture sans anode est essentielle

L'équipe de recherche a utilisé une conception sans anode dans laquelle aucune anode fixe n'est installée. Au lieu de cela, l'anode est formée pendant la charge par le dépôt d'ions sodium sur un collecteur. Dans les expériences précédentes, ce processus a souvent conduit à la formation de dendrites - de fines structures métalliques qui peuvent provoquer des courts-circuits. La charge rapide, en particulier, a exacerbé ce problème.

Stabilité grâce à une augmentation de la concentration en sel

Les scientifiques de Hong Kong et de Pékin ont résolu le problème en augmentant considérablement la concentration de sels de sodium dans l'électrolyte. Cela garantit que suffisamment d'ions sont disponibles à proximité immédiate du collecteur pendant la charge, ce qui favorise un dépôt uniforme. La batterie reste donc stable, même à des vitesses de charge élevées. Lors des essais, la cellule a atteint une capacité de charge rapide de 10C et a pu être complètement chargée en six minutes. Après 500 cycles de charge, elle conservait plus de 70 % de sa capacité initiale.

Potentiel pour la mobilité et le stockage de l'énergie

"Le sodium coûte moins d'un dixième du lithium, il est abondant dans l'eau de mer et peut réduire considérablement le prix des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie", a expliqué le chef de projet, le professeur Li Liangliang. Les chercheurs considèrent leur développement comme une étape vers le stockage d'énergie de masse. Les applications possibles comprennent les véhicules électriques, les systèmes de stockage stationnaires pour les énergies renouvelables et même l'électronique grand public portable.

Perspectives

Il s'agit encore de résultats de laboratoire. La prochaine étape consistera à poursuivre le développement de la batterie au sodium sans anode, au-delà du stade du prototype, en vue d'une production industrielle. En cas de succès, cette technologie pourrait devenir un concurrent sérieux des systèmes lithium-ion.