Par Charles Audouin

Une équipe de chercheurs de l’Institut supérieur coréen des sciences et technologies (KAIST) et de l’Université de Corée a mis au point un procédé susceptible d’accélérer la commercialisation des batteries au lithium métal, considérées comme une solution prometteuse pour les futures batteries de véhicules électriques, a déclaré le KAIST ce 24 février. Les batteries au lithium métal peuvent stocker davantage d’électricité que les batteries lithium-ion, ce qui permettrait d’augmenter significativement l’autonomie des véhicules électriques.

Il s’agit d’un « film protecteur intelligent » capable d’améliorer simultanément la durée de vie et la sécurité de ces batteries, dont la commercialisation reste limitée par la formation de dendrites, des structures en forme d'aiguilles qui apparaissent lors des cycles répétés de charge et de décharge. Ces dendrites peuvent percer les composants internes de la batterie, réduire sa durée de vie et provoquer des courts-circuits, voire des risques d’incendie.

Les chercheurs ont ajouté du thiophène, un composant chimique, à l’électrolyte liquide de la batterie, qui permet le transport des ions entre les plaques pour générer de l'électricité. Ce composant a permis la formation d’un film protecteur à la surface des électrodes, facilitant une circulation stable et homogène des ions lithium. Ce film possède la capacité d’adapter sa structure en fonction des conditions de fonctionnement. À l’image d’un système de transport intelligent qui ajuste le nombre de voies selon le trafic, la répartition des charges électriques au sein du film s’ajuste aux mouvements des ions lithium, créant un passage leur permettant d'y circuler. Cette propriété permet de limiter efficacement la formation de dendrites, y compris en cas de charge rapide, et d’allonger considérablement la durée de vie de la batterie.

Cette technologie peut être appliquée à l’ensemble des batteries de véhicules électriques actuelles. Elle pourrait également bénéficier à d’autres secteurs d’avenir, tels que les véhicules électriques à très grande autonomie, la mobilité aérienne urbaine et les systèmes de stockage d’énergie.

« Cette avancée constituera une technologie fondamentale pour les batteries des futurs véhicules électriques, permettant à la fois une charge rapide et une longue durée de vie », ont déclaré les chercheurs, dont l’étude a été publiée le 2 février dans la revue scientifique InfoMat.

caudouin@korea.kr