Les batteries au lithium métal sont considérées comme l'une des plus prometteuses pour les véhicules électriques. La capacité théorique maximale des batteries au lithium métal est plus du double de celle des batteries lithium-ion. Les batteries du futur pourront stocker jusqu'à 500 Wh/kg, ce qui doublera le kilométrage des voitures électriques sur une seule charge de batterie. Le problème de la dégradation rapide des batteries au lithium pur dans l'anode demeurait, mais les Américains y ont fait face.
Des chercheurs du Pacific National Laboratory (PNNL) du département américain de l'Énergie ont découvert qu'il était possible de prolonger la durée de vie des batteries au lithium métal sans dégradation significative de l'anode. Auparavant, il a été proposé d'appliquer une couche de lithium plus épaisse à l'anode pour cela. Mais des processus chimiques au cours de nombreux cycles de charge et de décharge ont encore détruit le lithium et, par conséquent, l'anode, ce qui a entraîné une diminution rapide de la capacité.
Le secret du nouveau développement du PNNL réside dans l'utilisation de fines bandes de lithium à l'anode au lieu d'une couche épaisse solide. Il s'est avéré que les bandes d'une épaisseur de 20 microns créent de telles conditions de réactions chimiques à l'anode, dans lesquelles la dégradation du matériau est considérablement réduite (article dans Nature Energy).
Construite sur ce principe, l'anode d'une batterie lithium-métal a résisté à 600 cycles de recharge et a conservé 76% de sa capacité. La densité énergétique de la batterie prototype est également impressionnante - 350 Wh/kg, ce qui est nettement supérieur à celui des meilleures batteries lithium-ion commerciales actuelles (250-300 Wh/kg). Cependant, cette batterie n'entrera pas encore en production. Les scientifiques s'efforcent d'abord d'amener la densité de stockage d'énergie jusqu'à 500 Wh/kg, ce qui justifiera la transition vers de nouveaux dispositifs de stockage d'énergie.
Il faut dire que ce n'est pas la seule étude qui promet de rapprocher le rendement des batteries au lithium métal. Les gens de l'Université de Stanford sont allés très loin sur la voie de la commercialisation de ce type de batterie. Les inventeurs ont créé la startup QuantumScape et ont collecté des fonds auprès de Bill Gates et Volkswagen. L'usine de batteries au lithium métal QuantumScape devrait commencer la production à la fin de l'année prochaine. Ce ne sera pas long à attendre.
2021-07-01 12:50:54
Auteur: Vitalii Babkin