Une batterie lithium-ion qui utilise des nanofils de cuivre pour organiser ses particules peut être rechargée à 60 % de sa capacité en 6 minutes, sans perdre la capacité de stocker de l'énergie. Cette efficacité accrue pourrait un jour alimenter les véhicules électriques, réduisant considérablement les temps d'attente pour la recharge.
Le batterie, qui sont majoritairement du lithium ion, sont à base de substances chimiques : des « liants » utilisés pour maintenir les particules ensemble : cela se traduit par des liquides denses (qui, présentant une répartition plus « aléatoire » des particules, conduisent à des temps de charge plus longs) ou aux liquides contenant des particules plus petites, qui se rechargent plus rapidement mais ont une capacité énergétique moindre.
Pour surmonter ces problèmes, Yao Hong Bin de l'Université des sciences et technologies de Chine à Hefei et ses collègues ont conçu une batterie lithium-ion avec une anode « structurée », l'extrémité positive d'une batterie.
La recherche a été publiée dans Science Advancese et je le mets ici.
Comment fonctionne la batterie cuivre et lithium-ion ?
Habituellement, les anodes des batteries au lithium sont constituées de particules de graphite traversées par la charge : ces particules sont généralement disposées dans un ordre assez aléatoire. Hongbin et son équipe ont classé les particules par ordre de taille et de porosité.
La batterie ainsi structurée s'est chargée à 60 % et 80 % en 5,6 et 11,4 minutes respectivement, tout en conservant un stockage d'énergie élevé dans les tests standards.
Et pour arriver à 100% ? Les chercheurs n’ont pas enregistré combien de temps cela prend (mais pourquoi ?). D’un autre côté, j’ai lu dans le journal que les constructeurs de voitures électriques recommandent souvent de recharger les véhicules jusqu’à 80 % pour préserver la durée de vie de la batterie.
Une Tesla prend généralement 40 à 60 minutes pour passer de 40 % à 80 % de charge.
La recharge ? Une question de porosité
"Dans notre conception, nous avons structuré toute la densité des électrodes", explique Yao. "Nous utilisons une porosité plus élevée en haut de l'anode et une porosité plus faible en bas."
Pour y parvenir, l’équipe de recherche a recouvert les particules anodiques de graphite de cuivre et les a mélangées à des nanofils de cuivre. Les particules ont ensuite été chauffées, refroidies et comprimées, établissant ainsi la structure ordonnée.
Un défaut ? Le revêtement et la fabrication des nanofils de cuivre pourraient ajouter des coûts supplémentaires à ce qui est actuellement un composant assez peu coûteux de la batterie.
En d'autres termes : une charge plus rapide, bien sûr. Mais plus cher.
Voyons si ces recherches progresseront également en termes de prix : dans ce cas, l'adoption de ce type de batterie sera pratiquement certaine.
