L’étude des batteries de nouvelle génération à recharge ultra-rapide connaît une nouvelle avancée. Le 23, de l’Institut de recherche en génie électrique de l’Académie des sciences de Chine, l’équipe des chercheurs Ma Yanwei et Wang Kai a réalisé une percée majeure dans la technologie clé des batteries au phosphore noir à recharge rapide, en résolvant avec succès des problèmes techniques tels que l’expansion volumétrique sévère et la faible conductivité électrique du matériau de l’anode au phosphore noir pendant les cycles de charge et décharge.
La capacité de stockage du lithium du phosphore noir dépasse largement celle du graphite, ce qui en fait un matériau d’anode de prochaine génération idéal. Cependant, ce matériau présente des défauts critiques tels qu’une faible conductivité, une expansion volumétrique importante lors de la charge et de la décharge, et une dégradation rapide en cas de charge rapide, ce qui a jusqu’à présent empêché son application pratique.
L’équipe de recherche est partie de l’échelle atomique et a intelligemment construit une liaison chimique spéciale type phosphore-azote à l’intérieur du cristal de phosphore noir. Cette méthode équivaut à « préinstaller » un interrupteur microscopique à l’intérieur du matériau. Pendant la charge, il peut activer activement la liaison phosphore-phosphore, initialement inerte, accélérant considérablement la vitesse de transport des ions lithium et supprimant efficacement les dommages causés par l’expansion volumétrique, permettant ainsi à l’anode au phosphore noir de fonctionner de manière stable lors d’une charge à très haute vitesse.
Plus important encore, en se basant sur cette nouvelle technologie, l’équipe de recherche a fabriqué avec succès un prototype de batterie en sachet souple avec une anode en phosphore noir et une cathode en phosphate de fer lithié (LFP). Les données de test montrent que la densité énergétique de cette batterie atteint 282 Wh/kg ; ses performances de charge rapide sont extrêmement élevées, avec 80 % de charge atteinte en seulement 10 minutes ; et sa stabilité cyclique est exceptionnelle, avec des performances toujours stables après des milliers de cycles de charge et décharge.