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Les batteries au lithium sont parmi les technologies de stockage d’énergie les plus avancées et les plus utilisées à l’heure actuelle. On les utilise couramment dans de nombreux appareils électroniques portables. Par exemple: les smartphones, les ordinateurs portables, les tablettes, ainsi que dans les véhicules électriques et les systèmes de stockage d’énergie à grande échelle.
Ces batteries sont appréciées pour leur haute densité d’énergie, leur efficacité élevée et leur faible taux d’autodécharge. Ce qui les rend idéales pour fournir de l’énergie sur de longues périodes sans nécessiter une recharge fréquente. Cependant, malgré leur popularité, il existe encore des défis et des limites dans le domaine des batteries au lithium.
L’un des principaux défis: l’amélioration continue de leur capacité de stockage d’énergie.
Bien que des progrès significatifs aient abouti, pour augmenter la densité énergétique des batteries au lithium, la capacité de stockage reste un dilemme. Il existe toujours une demande pour des batteries ayant une capacité plus élevée et des performances encore meilleures.
D’autres aspects, tels que la sécurité et la durabilité, restent également des préoccupations importantes. Les batteries au lithium peuvent être sujettes à des problèmes tels que:
- l’instabilité thermique,
- les courts-circuits,
- la dégradation de leur capacité avec le temps.
Le record en termes de capacité de stockage d’énergie d’une batterie Lithium était de 575 Wh/kg selon New Atlas.
La Chine vient de dépasser ce record.
Récemment elle a annonce avoir créé une nouvelle batterie au Lithium qui offre plus de stockage d’énergie.
Pour relever ces défis, la recherche et le développement continuent de progresser pour créer de nouvelles formulations chimiques, des designs de batterie innovants et des techniques de fabrication améliorées. De plus, d’autres technologies de stockage d’énergie, telles que les supercondensateurs et les batteries à flux, sont également explorées pour répondre aux besoins de stockage d’énergie à grande échelle et à haute densité.
Batteries au Lithium : Un nouveau record de capacité de stockage
La Chine vient de dépasser largement la concurrence en créant une nouvelle batterie au Lithium. Cette dernière dépasse le record, car elle est capable de stocker plus d’énergie. Si le record était de 575 Wh/kg, la batterie créée par un groupe de physiciens et chimistes à Pékin atteint une capacité de 711 Wh/kg. Pendant que des marques célèbres comme Tesla ne dépassent pas les 296 Wh/kg, le résultat de la Chine impressionne le monde entier.
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New Atlas a indiqué dans un rapport que l’accumulateur Lithium-ion utilisé, et présenté dans une revue de physique chinoise, est consacré à l’industrie automobile seulement. En fait, les physiciens et chimistes Pékinois cherchaient seulement à maximiser la capacité de stockage et n’ont pas pris en compte d’autres facteurs importants pour certaines industries.
Les dernières avancées concernant la capacité des batteries au lithium
Augmentation de la capacité : Des efforts continus sont déployés pour augmenter la capacité de stockage d’énergie des batteries au lithium. Les chercheurs travaillent sur de nouvelles formulations chimiques, notamment des cathodes à haute énergie, comme les cathodes lithium-nickel-cobalt-manganèse (Li-NMC) et lithium-nickel-cobalt-aluminium (Li-NCA), qui permettent d’augmenter la densité énergétique des batteries.
Batteries à anodes en silicium :
On constate de véritables progrès dans le développement de batteries au lithium. Notamment pour ce qui utilise des anodes en silicium au lieu des anodes en graphite traditionnelles. Les batteries à anodes en silicium ont une capacité de stockage plus élevée. Car le silicium peut stocker plus d’ions lithium que le graphite. Cependant, le silicium subit des expansions et des contractions lors de la charge et de la décharge. Ce qui présente des défis en termes de stabilité et de durabilité.
Batteries lithium-soufre (Li-S) :
Les batteries lithium-soufre sont une autre technologie en développement qui présente un potentiel de capacité beaucoup plus élevée par rapport aux batteries lithium-ion traditionnelles. Le soufre est abondant, peu coûteux et offre une densité énergétique élevée, mais des défis tels que la formation de dendrites et la durabilité restent à résoudre.
Batteries lithium-métal :
Les batteries lithium-métal sont également à l’étude, car elles ont la capacité théorique de stocker plus d’énergie que les batteries lithium-ion actuelles. Cependant, ces batteries doivent surmonter des défis liés à la formation de dendrites de lithium, qui peuvent causer des courts-circuits.
Utilisation de matériaux nanostructurés :
La conception de matériaux nanostructurés pour les électrodes permet d’augmenter la surface réactive et d’améliorer la réactivité électrochimique, ce qui peut améliorer la capacité des batteries au lithium.
Le rapport entre la capacité et la masse: pas encore optimal
Lors de la conception de la nouvelle batterie au Lithium, les physiciens et chimistes Pékinois ont juste concentré leurs efforts sur l’augmentation de la capacité de stockage d’énergie. Toutefois, les producteurs de véhicules, de mobiles ou encore d’engins aériens préfèrent une batterie d’une grande capacité.
Les producteurs préfèrent surtout une batterie qui affiche un bon rapport capacité et masse. Les créateurs de la nouvelle batterie au Lithium n’ont pas cherché à réduire la masse lors de sa création. Cependant, selon l’Académie chinoise des sciences et l’Institut des sciences physiques, ce deviendra leur première priorités à venir.
Une grande capacité, mais d’autres indicateurs négligés
Créer une batterie au Lithium qui dépasse le record de capacité de stockage ne représente pas une chose facile. Le coût de fabrication d’une batterie exceptionnelle de ce genre devient le poste le plus important.
D’autres indicateurs peuvent aussi être négligés pour atteindre ce résultat. D’ailleurs, l’équipe qui a travaillé sur le projet a juste indiqué que la capacité de stockage d’énergie a dépassé le record. Aucune information au sujet des autres indicateurs comme la stabilité ou encore la performance en fonction des températures n’ont été évoquées.
Une batterie idyllique pas encore proposée sur le marché
Avant de pouvoir commercialiser cette nouvelle batterie, l’équipe chinoise doit encore travailler sur plusieurs indicateurs. Et ce, dans les mois ou années à venir. Il est donc impossible de la proposer sur le marché pour l’instant.
En tout cas, si la Chine réussit à rendre cette nouvelle batterie optimale, elle peut conquérir plusieurs marchés. Notamment, dans des parts du marché de l’automobile. En fait, le Lithium est une des technologies utilisées pour fabriquer les batteries des voitures électriques. C’est aussi une technologie autorisée par l’ONU, car elle permet la réduction de gaz à effet de serre.
