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Les propriétaires de véhicules électriques pourraient bientôt être en mesure de recharger complètement leur voiture en aussi peu que 10 minutes, grâce à une nouvelle conception qui chauffe la batterie pour augmenter la vitesse de réaction.

Un batterie qui se recharge en 10 minutes

L’un des principaux obstacles à l’adoption des voitures électriques est le temps qu’il faut pour recharger la batterie par rapport au temps nécessaire pour faire le plein d’essence. La clé pour rendre les voitures électriques plus attrayantes sur le plan commercial réside donc dans la mise au point de batteries qui peuvent se recharger à 80 % – soit une autonomie d’environ 300 kilomètres – en 10 minutes, explique Chao-Yang Wang, de la Penn State University.
Mais il faut pour cela que les batteries absorbent rapidement 400 kilowatts d’énergie, ce que les batteries actuellement sur le marché ne peuvent pas faire. Lorsque les batteries sont rechargées rapidement – durant lesquelles les ions lithium passent de l’électrode positive à l’électrode négative – le lithium a tendance à former des dépôts en forme de plaques sur la surface de l’électrode négative, ce qui peut réduire la durée de vie des batteries.
Wang et ses collègues soupçonnaient qu’ils pouvaient minimiser ce problème en chauffant d’abord la batterie à une température trop élevée pour permettre au placage de lithium de se former. Pour tester cette idée, ils ont utilisé une batterie industrielle disponible dans le commerce et inséré des feuilles de nickel d’un micron d’épaisseur dans une pile de couches d’électrodes.
Cette structure permet à l’électrode de chauffer en moins de 30 secondes, ce qui crée des conditions permettant aux ions de pénétrer rapidement dans l’électrode négative sans provoquer de dépôt sur sa surface. Ensuite, ils ont testé le fonctionnement de ces cellules lorsqu’elles étaient chargées à 40°Celsius, 49°Celsius ou 60°Celsius, et ont comparé leur performance avec celle d’une batterie de contrôle chargée à 20°Celsius.

À 60°Celsius la batterie se rechargeait pendant 2 500 cycles

Ils ont découvert qu’à 20°Celsius, la batterie pouvait maintenir une charge rapide pendant seulement 60 cycles avant que le placage au lithium ne cause des problèmes qui réduisent les performances. Par contre, le chauffage de l’électrode à 60°Celsius a permis à la batterie de se recharger pendant 2500 cycles sans former le revêtement de lithium qui limite les performances. Cela équivaut à 14 ans d’utilisation, soit environ 750 000 kilomètres de vie, dit Wang.
Cela renverse une vieille idée selon laquelle les batteries au lithium ne devraient pas être rechargées à une température élevée, car cela dégraderait la batterie. Au lieu de cela, ces résultats suggèrent que les avantages d’une courte poussée de température élevée l’emportent de loin sur les inconvénients, dit Wang. L’équipe de Wang espère repousser ce design plus loin et créer une batterie qui pourra se recharger en cinq minutes.
Cette recherche a été publiée dans Joule.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay

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