Solution révolutionnaire pour des batteries haute densité énergétique résistantes au froid
Bien que largement présentes dans la plupart des environnements, les batteries au lithium-ion ont longtemps eu du mal à fonctionner à des températures extrêmement basses, entravant leur utilisation généralisée dans des applications telles que les voitures électriques et l’aviation. Cependant, une percée récente offre des solutions prometteuses à ce défi de longue date, ouvrant potentiellement la voie à une révolution dans divers secteurs.
Surmonter les défis liés aux basses températures
Traditionnellement, les batteries au lithium-ion montrent des performances réduites par temps froid en raison de taux de charge plus lents et d’une capacité de stockage d’énergie diminuée. Bien que gérables dans des conditions froides typiques, ces limitations deviennent plus prononcées à des températures extrêmes, posant des obstacles pour des applications telles que l’aviation, en particulier à haute altitude où les températures chutent.
Les électrolytes sont les principaux responsables de l’intolérance au froid des batteries au lithium-ion. Ils ont du mal à maintenir des performances optimales sur une large plage de températures. Les électrolytes conventionnels excellent dans la conduction des ions lithium et l’interaction avec les anodes à des températures modérées, mais ils faiblissent à mesure que les températures baissent, compromettant les performances globales de la batterie.
La percée : Électrolyte FAN
Le professeur Xiulin Fan de l’équipe pionnière de l’Université de Zhejiang a développé une solution révolutionnaire en utilisant un électrolyte novateur composé de “solvants de petite taille avec une faible énergie de solvatation”. Cet électrolyte innovant, surnommé FAN, démontre des performances exceptionnelles à des températures variables, résolvant le problème de longue date de la dégradation des batteries due au froid.
Les batteries de démonstration utilisant l’électrolyte FAN présentent une conductivité ionique remarquable et des capacités de charge/décharge sur une plage de températures allant de -80°C à 60°C (-112°F à 140°F). Notamment, à -70°C (-94°F), FAN surpasse les électrolytes alternatifs d’environ 10 000 fois, témoignant de sa résilience au froid et de son efficacité supérieures.
Applications Prometteuses et Perspectives Futures
Les implications de cette percée vont au-delà de l’aviation, impactant potentiellement des industries dépendantes de batteries énergétiques. L’équipe de Fan affirme la scalabilité de leur technologie, suggérant des applications plus larges dans différents électrolytes de batterie aux ions métalliques. Cette polyvalence est prometteuse pour les opérateurs de réseau à la recherche de solutions de stockage d’énergie efficaces dans les régions plus froides, en particulier pendant l’hiver.
Le développement de l’électrolyte FAN marque une étape importante dans la quête de batteries résistantes au froid et à haute densité énergétique. À mesure que la recherche progresse et que cette technologie devient plus accessible, elle promet de surmonter des obstacles de longue date, facilitant l’adoption généralisée de l’électrification dans divers secteurs.
Lire l’article original sur Nature.
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