Un nouveau type debatterie pour véhicules électriquesSelon une étude récente, ils peuvent survivre plus longtemps à des températures extrêmes, qu'elles soient chaudes ou froides.

Les scientifiques affirment que ces batteries permettraient aux véhicules électriques de parcourir de plus longues distances avec une seule charge par temps froid, et qu'elles seraient moins sujettes à la surchauffe dans les climats chauds.

Cela permettrait aux conducteurs de véhicules électriques de recharger moins fréquemment et leur donnerait également les moyens de…batteriesune vie plus longue.

L'équipe de recherche américaine a créé une nouvelle substance chimiquement plus résistante aux températures extrêmes et destinée à être ajoutée aux batteries au lithium haute énergie.

« Il faut un fonctionnement à haute température dans les zones où la température ambiante peut atteindre des valeurs à trois chiffres et où les routes deviennent encore plus chaudes », a déclaré le professeur Zheng Chen, de l'Université de Californie à San Diego, auteur principal de l'étude.

« Dans les véhicules électriques, les batteries sont généralement situées sous le plancher, à proximité de la route, exposées à la chaleur. De plus, elles chauffent simplement du fait du passage du courant électrique pendant le fonctionnement. »

« Si les batteries ne peuvent pas supporter cette montée en température à haute température, leurs performances se dégraderont rapidement. »

Dans un article publié lundi dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, les chercheurs décrivent comment, lors de tests, les batteries ont conservé respectivement 87,5 % et 115,9 % de leur capacité énergétique à –40 °C (–104 °F) et 50 °C (122 °F).

Elles présentaient également une efficacité coulombique élevée de 98,2 % et 98,7 % respectivement, ce qui signifie que les batteries peuvent subir davantage de cycles de charge avant de cesser de fonctionner.

Ceci est dû à un électrolyte composé de sel de lithium et d'éther dibutylique, un liquide incolore utilisé dans certaines fabrications comme les produits pharmaceutiques et les pesticides.

L'éther dibutylique est bénéfique car ses molécules interagissent moins facilement avec les ions lithium pendant le fonctionnement de la batterie et améliorent ses performances à des températures inférieures à zéro.

De plus, l'éther dibutylique peut facilement supporter la chaleur à son point d'ébullition de 141 degrés Celsius (285,8 degrés Fahrenheit), ce qui signifie qu'il reste liquide à des températures élevées.

Ce qui rend cet électrolyte si particulier, c'est qu'il peut être utilisé avec une batterie lithium-soufre, qui est rechargeable et possède une anode en lithium et une cathode en soufre.

Les anodes et les cathodes sont les parties de la batterie à travers lesquelles passe le courant électrique.

Les batteries lithium-soufre représentent une avancée majeure dans le domaine des batteries pour véhicules électriques, car elles peuvent stocker jusqu'à deux fois plus d'énergie par kilogramme que les batteries lithium-ion actuelles.

Cela pourrait doubler l'autonomie des véhicules électriques sans augmenter leur poids.batterieEmballez tout en réduisant les coûts.

Le soufre est également plus abondant et cause moins de souffrances environnementales et humaines à la source que le cobalt, utilisé dans les cathodes traditionnelles des batteries lithium-ion.

Les batteries lithium-soufre présentent généralement un problème : les cathodes de soufre sont tellement réactives qu'elles se dissolvent lorsque la batterie fonctionne, et ce phénomène s'aggrave à des températures plus élevées.

Les anodes en lithium métal peuvent former des structures en forme d'aiguilles appelées dendrites qui peuvent perforer certaines parties de la batterie et provoquer un court-circuit.

De ce fait, ces batteries ne durent que quelques dizaines de cycles.

L'électrolyte à base d'éther dibutylique mis au point par l'équipe de l'UC San Diego résout ces problèmes, même à des températures extrêmes.

Les batteries qu'ils ont testées avaient une durée de vie en cycles beaucoup plus longue qu'une batterie lithium-soufre classique.

« Si vous voulez une batterie à haute densité énergétique, vous devez généralement utiliser une chimie très complexe et agressive », a déclaré Chen.

« Une énergie élevée signifie que davantage de réactions se produisent, ce qui se traduit par une moindre stabilité et une dégradation accrue. »

« Fabriquer une batterie à haute énergie stable est déjà une tâche difficile en soi ; tenter de le faire sur une large plage de températures est encore plus complexe. »

« Notre électrolyte contribue à améliorer à la fois le côté cathode et le côté anode, tout en assurant une conductivité élevée et une stabilité interfaciale. »

L'équipe a également amélioré la stabilité de la cathode de soufre en la greffant sur un polymère. Ceci empêche une plus grande quantité de soufre de se dissoudre dans l'électrolyte.

Les prochaines étapes consistent à adapter la chimie de la batterie afin qu'elle fonctionne à des températures encore plus élevées et qu'elle prolonge encore sa durée de vie.