À une époque où la demande de stockage d'énergie efficace et durable est à son apogée, un développement révolutionnaire de la School of Engineering et Applied Sciences de l'Université de Harvard a établi une nouvelle référence dans le domaine de la technologie des batteries. Les chercheurs ont dévoilé une nouvelle batterie de lithium en métal capable de résister à au moins 6 000 cycles de charge et de décharge et avec la capacité d'être pleinement chargé en quelques minutes. Cette progression révolutionnaire promet non seulement de transformer la façon dont nous utilisons les batteries mais ouvre également la voie à des applications plus pratiques dans des industries comme les véhicules électriques.
Le cœur de cette recherche réside dans la fabrication de batteries à l'état solide à l'aide d'anodes de métal lithium, une méthode qui a offert de nouvelles informations sur les matériaux pour les batteries potentiellement révolutionnaires. L'étude, publiée récemment dans «Nature Materials», met en évidence les progrès importants réalisés dans la compréhension et l'utilisation d'anodes de lithium métal. Xin Li, l'auteur du journal, a fait remarquer: «Les batteries d'anode en métal lithium sont considérées comme le Saint Graal des batteries. Ils possèdent une capacité dix fois celle des anodes de graphite commercial, augmentant considérablement la gamme motrice des véhicules électriques. Notre recherche marque une étape essentielle vers des batteries à l'état solide plus pratiques dans les applications industrielles et commerciales. »
L'un des plus grands défis dans la conception de ces batteries a été la formation de dendrites sur la surface de l'anode. Ces structures en forme de racine se développent dans l'électrolyte, perçant la barrière qui sépare l'anode et la cathode, conduisant à des courts-circuits de batterie et même à des incendies. En 2021, Li et son équipe ont abordé ce problème en concevant une batterie multicouche, entreprenant différents matériaux de diverses stabilités entre l'anode et la cathode. Cette conception multicouche multicouche n'a pas complètement bloqué les dendrites au lithium mais contrôlées et contenait leur pénétration.
Dans leurs dernières recherches, l'équipe a fait des progrès supplémentaires en incorporant des particules de silicium de taille micrométrique dans l'anode. Cette approche réduit la réaction de lithiation et favorise une électroplase uniforme de lithium métal épais, empêchant efficacement la formation de dendrite. De plus, les processus d'électroples et de décapage peuvent se produire rapidement sur des surfaces plates, permettant à la batterie d'être complètement chargée en seulement 10 minutes.
La phase expérimentale a vu la création d'une batterie de poche de la taille d'un timbre-poste, 10 à 20 fois plus grand que la plupart des batteries de pièces produites dans les laboratoires universitaires. Remarquablement, cette batterie a maintenu 80% de sa capacité, même après 6 000 cycles, sur-performant d'autres batteries de poche actuellement sur le marché.
Cette innovation de Harvard est plus qu'une simple réussite scolaire; Il signifie un saut majeur en avant dans la technologie des batteries. Avec sa capacité, sa sécurité et son efficacité améliorées, la batterie en métal lithium développé par Li et son équipe ont le potentiel de révolutionner le stockage et l'utilisation d'énergie, en particulier dans les véhicules électriques, marquant une étape importante dans notre voyage vers un avenir plus durable et économe en énergie.
Heure du poste: 12 janvier-2024
