L'Université de Cambridge découvre qu'une pression appropriée peut doubler la durée de vie des batteries au lithium

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université de Cambridge (University of Cambridge) a découvert qu'en appliquant une pression physique appropriée et stable aux batteries au lithium, leur durée de vie peut être doublée. Cette avancée pourrait prolonger la durée de vie des batteries de véhicules électriques, réduisant ainsi la mise au rebut des batteries et la pression environnementale liée à l'extraction de minéraux critiques.

Lors des cycles de charge et de décharge des batteries au lithium, les ions lithium se déplacent entre les électrodes positive et négative, ce qui entraîne une expansion et une contraction répétées du volume de la batterie. Les contraintes mécaniques générées par des cycles prolongés accélèrent le vieillissement de la batterie. Actuellement, l'amélioration des matériaux de batterie ou des formulations chimiques ne permet qu'une légère augmentation de la durée de vie.

Pour y remédier, l'équipe de recherche dirigée par Cambridge a conçu un dispositif expérimental utilisant des coussins gonflables pour appliquer une pression constante sur des batteries souples, tout en surveillant en temps réel les variations de volume, afin d'étudier l'effet de la pression sur la durée de vie des batteries. Les batteries souples désignent les batteries au lithium encapsulées dans un film composite aluminium-plastique.

Les résultats expérimentaux montrent que les performances optimales sont obtenues lorsque la pression est maintenue à environ 12,5 bars. Une pression trop élevée entraîne le dépôt de lithium métallique sur la surface de l'électrode négative, tandis qu'une pression insuffisante provoque des fissures dans le matériau de l'électrode positive, les deux accélérant la dégradation de la batterie.

L'un des responsables de l'étude, le professeur Michael De Volder de la Faculté d'ingénierie de l'Université de Cambridge, a déclaré que l'équipe n'a pas modifié l'électrolyte ou les matériaux des électrodes de la batterie, mais a directement utilisé des batteries commerciales pour les expériences, prouvant qu'une simple optimisation de la gestion de la pression peut prolonger considérablement la durée de vie des batteries.

Les chercheurs estiment que cette technologie pourrait à l'avenir réduire la fréquence de remplacement des batteries de véhicules électriques, diminuer la pression liée au recyclage des batteries usagées, et réduire la demande en ressources minérales telles que le nickel et le cobalt, atténuant ainsi les impacts environnementaux et sociaux de l'extraction minière. Cela revêt une importance particulière pour le marché en pleine expansion des véhicules électriques, notamment le marché de l'occasion. Actuellement, cette technologie est encore au stade de validation en laboratoire et devra être étendue et appliquée à des systèmes de batteries commerciaux à l'avenir. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue britannique Nature Energy.