Une nouvelle technique promet des batteries de VE plus durables pour un million de kilomètres

ParisUne technique innovante pour la fabrication de matériaux monocristallins pourrait prolonger la durée de vie des cathodes dans les batteries des véhicules électriques (VE). Des chercheurs de POSTECH et de POSCO Holdings N.EX.T Hub ont découvert une méthode pour améliorer la durabilité des cathodes à base de nickel en les formant en cristaux uniques de grande taille. Cette découverte, publiée dans ACS Materials & Interfaces, représente une avancée majeure vers des batteries de VE plus durables.

Les batteries au lithium (Li) sont des composants indispensables des véhicules électriques (VE). Elles fonctionnent en transférant des ions lithium entre deux parties appelées la cathode et l'anode. Les matériaux à base de nickel (Ni) sont fréquemment utilisés dans ces batteries car ils peuvent contenir une grande quantité d'ions lithium. Cependant, les cathodes traditionnelles à base de nickel sont constituées de nombreux petits cristaux qui se détériorent et perdent en efficacité avec le temps et l'utilisation répétée.

L'équipe de recherche a découvert que la fabrication de ces matériaux à haute température produit des cathodes plus résistantes. Points clés à retenir :

• Les cathodes en nickel polycristallin traditionnelles se dégradent avec le temps.
• La synthèse des monocristaux à haute température améliore leur durabilité.
• La "température critique" est essentielle pour obtenir des monocristaux de haute qualité.
• Les monocristaux résistent à la dégradation et prolongent la durée de vie des batteries pour véhicules électriques.

L'équipe a travaillé à déterminer la température optimale pour la fabrication de cathodes en nickel monocristallin de haute qualité. Après avoir testé différentes températures, ils ont constaté qu’au-delà d’un certain seuil crucial, la « densification » du matériau s’opérait. Ce phénomène augmentait la taille des grains internes et comblait les vides, rendant ainsi le matériau extrêmement dur et résistant à l’usure.

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Une nouvelle méthode permet de fabriquer des cathodes à base de nickel plus durables. Le professeur Kyu-Young Park a déclaré que leur objectif est de rendre les batteries secondaires moins chères, plus rapides et plus résistantes. Ils espèrent ainsi améliorer les performances et la rentabilité des batteries de véhicules électriques à long terme.

Ces découvertes pourraient transformer l'industrie des véhicules électriques (VE). Des batteries ayant une durée de vie plus longue signifient moins de remplacements, ce qui peut réduire le coût de possession d'un VE. En outre, l'impact environnemental pourrait être diminué grâce à la réduction du nombre de batteries à éliminer et à un moindre besoin de matières premières.

Cette technologie pourrait permettre aux véhicules électriques de parcourir de bien plus grandes distances, potentiellement jusqu'à un million de kilomètres. Cela représenterait un avantage considérable pour les consommateurs qui demeurent hésitants face à l'autonomie limitée des voitures électriques.

Cette étude révèle que les véhicules électriques disposeront probablement de batteries plus performantes et durables à l'avenir. En optimisant la fabrication des monocristaux à haute température, la durée de vie et l'efficacité des batteries des VE peuvent être considérablement améliorées.