Le Centre de recherche sur l’énergie solaire et l’hydrogène du Bade-Wurtemberg (ZSW) en Allemagne a développé une nouvelle anode en silicium à base de fibres qui pourrait augmenter significativement la densité énergétique des batteries lithium-ion. Cette avancée dans la technologie des batteries lithium-ion ouvre de nouvelles perspectives pour les véhicules électriques, l’électronique grand public et le stockage d’énergie renouvelable.

Les batteries lithium-ion traditionnelles utilisent généralement des anodes en graphite, dont la capacité théorique est d’environ 370 mAh/g. Le silicium offre une capacité théorique de 4 200 mAh/g, mais il subit une expansion volumique pouvant atteindre 300 % lors des cycles de charge/décharge, entraînant la destruction de la structure de l’électrode. Le Dr Markus Hölzle, membre du directoire du ZSW, explique : « Le projet FACILE montre comment l’industrie et la science du Bade-Wurtemberg couvrent ensemble toute la chaîne de valeur des batteries lithium-ion, du développement des matériaux à la production des cellules. »

L’équipe a utilisé un tissu non tissé conducteur et flexible comme substrat pour développer une anode en silicium capable de s’adapter aux variations de volume du silicium. Cette structure innovante évite les fissures et le décollement de l’électrode au cours des cycles. Le Dr Hölzle ajoute : « Cette approche innovante vise à développer des anodes en silicium sur un substrat non tissé flexible afin de compenser les importantes variations de volume du matériau. » La capacité pratique de cette technologie devrait dépasser 1 000 mAh/g, soit une augmentation de plus de 250 % par rapport aux anodes en graphite traditionnelles.