La Révolution des Batteries Lithium Métal : La Chine Double la Puissance de Tesla
Les chercheurs de l’Université de Tianjin en Chine ont récemment dévoilé une avancée majeure dans le domaine des batteries lithium métal. Avec une densité énergétique dépassant les 600 watt-heures par kilogramme, cette nouvelle batterie surpasse de loin les performances des batteries les plus avancées de Tesla, qui plafonnent à 300 watt-heures par kilogramme.
Comprendre la Densité Énergétique
La densité énergétique, c’est la quantité d’énergie stockée par unité de masse. Plus elle est élevée, plus la batterie peut être compacte et légère tout en stockant une grande quantité d’énergie. Les batteries lithium métal, déjà connues pour leur densité énergétique théorique supérieure, représentent une solution prometteuse pour les technologies de demain.
Comparaison avec les Technologies Actuelles
En comparaison, la batterie Blade de BYD offre une densité énergétique de seulement 150 watt-heures par kilogramme. Les résultats publiés dans la revue Nature montrent une amélioration de 200 à 300 % par rapport aux batteries lithium métal actuelles, tant en termes de densité énergétique que d’endurance.
Les Défis des Électrolytes Traditionnels
Les électrolytes des batteries lithium métal reposent généralement sur des structures de solvatation, des arrangements ordonnés de molécules de solvant autour des ions lithium. Bien que ces structures stabilisent les ions, elles freinent le dépôt rapide et uniforme du lithium, limitant ainsi la longévité, la sécurité et la densité énergétique des batteries.
Une Nouvelle Approche : L’Électrolyte Délocalisé
Pour surmonter ces obstacles, les chercheurs ont repensé l’environnement de solvatation des ions lithium. Ils ont développé un nouvel « électrolyte délocalisé » avec un microenvironnement de solvatation plus désordonné, réduisant les barrières au transport des ions et améliorant la stabilité. Ces deux facteurs sont cruciaux pour la performance et la durée de vie des batteries.
Performances et Applications Pratiques
Lors des tests, cet électrolyte a permis d’atteindre une densité énergétique inédite de 604,2 watt-heures par kilogramme dans des cellules lithium métal à haute capacité, tout en maintenant une stabilité sur plus de 100 cycles. Ce résultat dépasse l’objectif de 400 watt-heures par kilogramme fixé par le plan « Made in China 2025 » pour les batteries de véhicules électriques.
Cette technologie est déjà utilisée pour produire des batteries lithium métal à haute énergie destinées aux drones, illustrant son potentiel d’application immédiate et son impact sur l’industrie des transports.