Introduction:
Waouh ! Cette invention pourrait bien bouleverser les règles du jeu dans le secteur mondial des énergies nouvelles ! Le 12 février 2025, la prestigieuse revue scientifique internationale Nature a publié une découverte révolutionnaire. L'équipe de Peng Huisheng et Gao Yue, de l'université Fudan en Chine, a inventé une nouvelle…technologie de « rajeunissement » des batteries au lithiumCette innovation révolutionne la conception des batteries au lithium, en rupture avec les principes traditionnels utilisés depuis plus de 30 ans, en multipliant leur durée de vie par plus de 10 ! Une batterie lithium-fer-phosphate classique conserve 96 % de sa capacité après 11 818 cycles de charge et de décharge ! À titre de comparaison, les batteries au lithium actuellement disponibles sur le marché ont une durée de vie de 1 000 à 2 000 cycles.
Qu'est-ce que cela signifie ? Auparavant, une Tesla nécessitait un changement de batterie tous les 6 à 8 ans, mais aujourd'hui, elle peut rouler pendant 60 ans sans avoir besoin d'être remplacée ! Votre iPhone peut être chargé et déchargé 10 000 fois sans perte de puissance !
L'inspiration pour la technologie de réparation des batteries provient de la thérapie humaine
Comment cette découverte miraculeuse a-t-elle vu le jour ?
« Tout comme pour le traitement des maladies humaines, nous nous concentrons sur la réparation des problèmes fondamentaux des batteries tout en protégeant leurs composants sains », a expliqué Gao Yue, chercheur à l'université Fudan.
À l'origine, la principale cause du « vieillissement » des batteries au lithium était la perte d'ions lithium. De même qu'une carence en certains nutriments peut entraîner une maladie chez l'être humain, les performances des batteries peuvent également diminuer en raison d'une carence. L'idée novatrice de l'équipe est la suivante : peut-on reconstituer les ions lithium perdus dans la batterie, à la manière d'une injection administrée à un patient ?
L'IA contribue à une avancée majeure dans les technologies clés d'équilibrage des batteries
Cependant, trouver l’« injection » appropriée n’est pas chose aisée. Cette molécule porteuse doit simultanément satisfaire à des exigences physico-chimiques quasi strictes :
- Présenter une activité électrochimique et une plage de tension de décomposition appropriées.
- Solubilité appropriée dans l'électrolyte.
- Possède une excellente stabilité à l'air et une excellente stabilité chimique.
- Acidité, alcalinité et cinétique de réaction appropriées.
- Les produits de décomposition doivent être sûrs et inoffensifs.
- Plus important encore, il doit être peu coûteux et facile d'augmenter la production.
L'intelligence artificielle découvre des matériaux clés
En l'absence de précédent, l'équipe de recherche s'est tournée vers l'intelligence artificielle. Elle a numérisé les propriétés moléculaires et utilisé l'apprentissage automatique pour extraire des réponses d'une quantité considérable de données issues de la chimie organique, de l'électrochimie et du génie des matériaux.
Leurs efforts ont porté leurs fruits ! Après quatre années de recherche intensive, ils ont enfin trouvé la solution idéale : le CF3SO2Li (trifluorométhanesulfonate de lithium). Cette molécule agit comme un transporteur miniature, acheminant les électrons du lithium à une extrémité et les libérant en toute sécurité sous forme de gaz à l’autre une fois le transport terminé.
Les résultats expérimentaux sont choquants !
Lors de l'expérience, la batterie ayant bénéficié de ce « traitement de précision » a conservé des performances proches de celles d'origine, même après 12 000 à 60 000 cycles de charge et de décharge. Ce procédé prolonge non seulement la durée de vie de la batterie, mais offre également une solution technique viable au problème de la pollution massive par les batteries usagées.
Plus enthousiasmant encore, cette technologie a ouvert des perspectives entièrement nouvelles :
Mise en œuvre d'un système de batterie à cathode sans lithium avec une tension de 3,0 V et une densité énergétique allant jusqu'à 1192 Wh/kg.
Nous avons développé une batterie à poche à cathode en polyacrylonitrile sulfuré organique avec une densité énergétique de 388 Wh/kg.
Impact révolutionnaire
Cette avancée majeure va complètement changer la donne dans le secteur des nouvelles énergies :
Elle permettra de réduire considérablement le coût d'utilisation des véhicules électriques, de diminuer significativement la pollution environnementale causée par la mise au rebut des batteries et d'ouvrir la voie à de nouvelles idées pour la conception de nouvelles batteries ; le plus intéressant est que le coût de cette technologie est très raisonnable - il devrait représenter moins de 10 % du coût total d'une batterie, ce qui signifie qu'elle a le potentiel d'une utilisation commerciale à grande échelle !
Comme l'a déclaré le chercheur Gao Yue : « Qu'il s'agisse de prolonger la durée de vie des batteries ou de prévenir leur abandon à grande échelle et la pollution environnementale, ce traitement de précision offre une solution technique viable. Cette recherche démontre non seulement la capacité d'innovation de la Chine dans le domaine des énergies nouvelles, mais annonce également l'avènement d'une nouvelle ère. Dans un avenir proche, l'angoisse liée aux batteries pourrait bien appartenir au passé. Espérons que cette technologie révolutionnaire sera commercialisée au plus vite ! »
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Date de publication : 28 février 2025