fr.wedoany.com Rapport : L'Université de l'Arkansas (University of Arkansas) a appliqué une couche protectrice de sulfure de zirconium de 2 nanomètres d'épaisseur sur le matériau de cathode NMC811, prolongeant la durée de vie des batteries lithium-ion de moins de 200 cycles à plus de 1 000 cycles de charge complets. Cette étude, qui cible la dégradation des performances et les problèmes de sécurité causés par le dégagement d'oxygène moléculaire lors de l'utilisation des batteries, utilise la technique de dépôt par couche atomique pour construire une couche protectrice sur la surface de la cathode. Celle-ci absorbe les molécules gazeuses libérées par les composés de lithium et les transforme en une structure de sulfate de zirconium, neutralisant ainsi les réactions nocives.

Actuellement, le NMC811 est au centre des recherches de l'industrie automobile en raison de sa densité énergétique et de son avantage en termes de coût. Ce matériau libère de l'oxygène moléculaire lors d'une utilisation continue ; ces gaz, en contact avec le liquide conducteur, déclenchent des réactions indésirables et inflammables, réduisant l'efficacité énergétique et compromettant la sécurité. Bien que l'autonomie moyenne des véhicules électriques atteigne aujourd'hui 600 kilomètres, la dégradation des composants de la batterie reste une préoccupation majeure pour les utilisateurs. Rien que sur le marché européen des voitures d'occasion, 2,2 millions de véhicules électriques ont été cédés pour des raisons économiques. L'équipe de l'Université de l'Arkansas a limité l'épaisseur de la couche protectrice à seulement 2 nanomètres sur la surface de la cathode. Lorsque le transfert de charge commence, cette couche absorbe les molécules gazeuses libérées par les composés de lithium et transforme le film initial en une structure de sulfate de zirconium, agissant comme un agent de maintien actif à l'intérieur du système scellé de la batterie, empêchant l'oxydation du liquide conducteur et la formation de résidus corrosifs.

Les tests en laboratoire montrent que les batteries non protégées subissent une dégradation sévère de leurs performances après 200 cycles, tandis que l'utilisation du revêtement prolonge leur durée de vie à plus de 1 000 cycles. Le prototype a conservé 60 % de sa capacité énergétique après 1 300 cycles de charge. Les chercheurs ont également testé des composés alternatifs tels que le sulfure de lithium, l'aluminium, le zinc et le cuivre. Ces travaux s'inscrivent dans la continuité des recherches antérieures sur la protection chimique des batteries. Le professeur agrégé de génie mécanique à l'Université de l'Arkansas, Xiangbo Henry Meng, a dirigé ces expériences et a décrit cette technologie comme « une couche protectrice robuste, propre et résistante à l'oxydation sur la cathode de la batterie ». En Espagne, en 2025, les ventes nationales de voitures particulières ont atteint 1 148 650 unités, dont 101 427 modèles purement électriques et 124 189 modèles hybrides rechargeables, la part de marché des véhicules électriques atteignant 19,6 %.