Développement d'une batterie au lithium métal de plus de 500 Wh/kg
Les batteries actuelles des voitures électriques ont généralement une densité énergétique de 200 à 250 Wh/kg, ce qui est déjà une valeur relativement élevée. Les systèmes de stockage d'énergie domestiques ont au mieux la moitié de cette valeur.
Néanmoins, une telle batterie d'une capacité pratique d'environ 70 wattheures pèse environ 300 kg. Une densité énergétique accrue pourrait donc permettre d'économiser une énorme quantité de masse, ce qui réduirait la consommation et augmenterait la dynamique de conduite.
La batterie présentée par l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) à Hefei, d'une densité énergétique de 505,9 Wh/kg, permettrait ainsi d'économiser 150 kg de lest d'un seul coup.
À titre de comparaison, la densité énergétique de l'essence et du diesel est d'environ 10 000 Wh/kg. Cependant, le rendement du moteur à combustion est nettement moins bon et une fois que le carburant a été brûlé, il ne peut pas être simplement rechargé.
Ajustement des distances moléculaires
Cette valeur néanmoins élevée est possible avec une batterie lithium-métal qui, dans les expériences précédentes, était loin de survivre à 50 cycles de charge. Selon l'étude, les expériences précédentes dans ce domaine visaient à augmenter la concentration de l'électrolyte.
La structure de la nouvelle batterie, qui à 500 Wh/kg a survécu à 130 cycles avec une faible perte de capacité, est sensiblement différente. Avec seulement 400 Wh/kg, ce qui est encore nettement plus élevé que les cellules des batteries commerciales, plus de 300 cycles de charge ont été réalisés.
Au lieu du concentré habituel d'ions lithium, d'anions et d'autres particules inorganiques, on utilise une structure compacte avec un grand nombre d'ions lithium, qui transportent les électrons ensemble et les amènent également à l'anode en paquets plus importants.
Dans cette structure beaucoup plus grande, environ 50 fois plus grande qu'auparavant, les ions lithium sont plus proches les uns des autres. Une centaine d'entre eux, au lieu d'un seul, émettent des électrons sous forme concentrée. Cela crée un électrolyte solide au-dessus de l'anode, ce qui améliore considérablement la stabilité.
Il sera certainement intéressant de voir jusqu'où le principe peut être optimisé. En effet, même 300 charges, c'est encore un peu court. Si la batterie devait parcourir 500 km, il faudrait s'attendre à une baisse de capacité après 150 000 km.
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