L’Université de Harvard vient de franchir une étape décisive dans le développement des voitures électriques avec une avancée majeure dans la technologie des batteries. Leur dernière trouvaille ? Une batterie solide rechargeable en seulement 10 minutes.
La percée de la batterie solide d’Harvard
Les chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont développé une batterie en lithium métallique révolutionnaire. Ce n’est pas juste une amélioration ; c’est une transformation. Cette batterie peut être chargée et déchargée au moins 6 000 fois, surpassant de loin la durabilité des cellules de batterie classiques (mais égalant sur ce point la technologie LFP – Lithium Fer Phosphate).
Publiée dans Nature Materials, leur recherche présente une nouvelle méthode de fabrication des batteries solides avec une anode en métal lithium. Xin Li, professeur associé en sciences des matériaux à SEAS et auteur principal de l’étude, explique que les anodes en lithium métallique sont considérées comme le Graal des batteries. Leur capacité est dix fois supérieure à celle des anodes en graphite commercial, promettant une augmentation significative de l’autonomie des véhicules électriques.
Un des défis majeurs dans la conception des batteries solides est la formation de dendrites sur l’anode. Ces dendrites, sortes de projections métalliques, peuvent percer la barrière entre l’anode et la cathode, provoquant des courts-circuits ou même des incendies.
Les dendrites se forment lorsque les ions lithium migrent de la cathode vers l’anode lors de la charge, créant une surface anodique inégale, propice à l’enracinement des dendrites. Cependant, dans les travaux récents de Harvard, les chercheurs ont trouvé une solution pour empêcher la formation de dendrites. Ils ont utilisé des particules de silicium de taille micron dans l’anode, qui restreignent la réaction de lithiation et favorisent un plaquage homogène d’une épaisse couche de métal lithium.
Dans la conception des chercheurs d’Harvard, les ions lithium enveloppent la particule de silicium, un peu comme une coquille de chocolat dur entourant un noyau de noisette dans une truffe au chocolat, selon les mots de Li. Ce procédé permet un plaquage et un déplacage rapides sur une surface uniforme, rendant possible une recharge de la batterie en environ 10 minutes.
Des performances et une durabilité exceptionnelles
Les chercheurs ont construit une version de la batterie de la taille d’un timbre-poste, qui est 10 à 20 fois plus grande que les cellules de monnaie fabriquées dans la plupart des laboratoires universitaires. Cette batterie solide a conservé 80 % de sa capacité après 6 000 cycles, surpassant les autres batteries disponibles sur le marché actuel.
L’Office de Développement Technologique de Harvard a accordé une licence pour cette technologie à Adden Energy, une entreprise issue de Harvard cofondée par Li et trois anciens élèves de Harvard. Add en Energy a réussi à augmenter l’échelle de cette technologie pour construire une batterie de taille équivalente à celle d’un smartphone. Cette avancée représente un jalon important pour l‘intégration future de telles batteries dans les voitures électriques et d’autres appareils électroniques.
Implications pour l’industrie et l’environnement
L’impact de cette innovation va bien au-delà du confort des utilisateurs. En augmentant l’efficacité et la durabilité des batteries, nous pourrions assister à une réduction significative de l’empreinte écologique des véhicules électriques. Moins de remplacements de batterie signifie moins de déchets et une réduction de la dépendance aux matériaux rares.
En outre, l’accélération de la recharge des batteries ouvre des perspectives nouvelles pour l’infrastructure de recharge des véhicules électriques, potentiellement réduisant le besoin en stations de recharge de grande capacité et favorisant une intégration plus harmonieuse des véhicules électriques dans notre quotidien.
Rédigé par Albert Lecoq
Spécialiste des guides d'achat de voitures électriques, je suis passionné par les nouvelles technologies et je suis un fervent partisan de l'adoption de la technologie électrique et de la mobilité durable.
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