Introduction:
Waouh, cette invention pourrait bien bouleverser les règles du jeu dans le secteur mondial des nouvelles énergies ! Le 12 février 2025, la revue internationale de référence Nature a publié une avancée révolutionnaire. L'équipe de Peng Huisheng et Gao Yue de l'Université Fudan en Chine a inventé un nouveautechnologie de « rajeunissement » des batteries au lithium, brisant les principes de conception traditionnels des batteries au lithium depuis plus de 30 ans, ce qui permet de prolonger leur durée de vie de plus de 10 fois ! Une batterie lithium-fer-phosphate classique conserve 96 % de sa capacité après 11 818 cycles de charge et de décharge ! Les batteries au lithium actuellement sur le marché sont utilisées entre 1 000 et 2 000 fois.
Qu'est-ce que cela signifie ? Autrefois, une Tesla devait remplacer sa batterie tous les 6 à 8 ans, mais aujourd'hui, elle peut rouler 60 ans sans avoir à la remplacer ! Votre iPhone peut être chargé et déchargé 10 000 fois sans perte de puissance !
L'inspiration pour la technologie de réparation des batteries vient de la thérapie humaine
Comment est née cette découverte miraculeuse ?
« Tout comme pour le traitement des maladies humaines, nous nous concentrons sur la réparation des problèmes fondamentaux des batteries tout en protégeant leurs parties saines », 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. Tout comme la carence d'un nutriment dans le corps humain peut entraîner des maladies, les batteries peuvent également voir leurs performances baisser en raison de la malnutrition. L'idée révolutionnaire de l'équipe est la suivante : pouvons-nous reconstituer les ions lithium perdus dans la batterie, comme on le ferait avec une injection ?
L'IA aide à percer 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 de propriétés physiques et chimiques très strictes :
- Avoir une activité électrochimique appropriée et une plage de tension de décomposition.
- 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, la production doit être peu coûteuse et facile à augmenter.
L'intelligence artificielle découvre des matériaux clés
Sans précédent, l'équipe de recherche s'est tournée vers l'intelligence artificielle. Elle a numérisé les propriétés moléculaires et utilisé l'apprentissage automatique pour trouver des réponses à partir d'une énorme quantité de données de chimie organique, d'électrochimie et d'ingénierie des matériaux.
Le travail acharné a porté ses fruits ! Après quatre ans de travail acharné, ils ont enfin trouvé la solution idéale : le CF3SO2Li (trifluorométhanesulfonate de lithium). Cette molécule est comme un transporteur miniature, transportant les électrons du lithium à une extrémité et les évacuant en toute sécurité sous forme de gaz à l'autre extrémité une fois le transport terminé.
Les résultats expérimentaux sont choquants !
Lors de l'expérience, la batterie bénéficiant de ce « traitement de précision » conservait des performances proches de celles d'usine, même après 12 000 à 60 000 cycles de charge et de décharge. Cela prolonge non seulement la durée de vie de la batterie, mais offre également une solution technique viable pour résoudre le problème de la pollution massive des batteries usagées.
Ce qui est encore plus passionnant, c’est que cette technologie a ouvert des possibilités 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.
Développement d'une batterie à cathode en polyacrylonitrile sulfuré organique avec une densité énergétique de 388 Wh/kg.
Impact révolutionnaire
Cette avancée va complètement changer les règles du jeu dans le secteur des nouvelles énergies :
Cela réduira considérablement le coût d'utilisation des véhicules électriques, réduira considérablement la pollution environnementale causée par la mise au rebut des batteries et ouvrira de nouvelles idées pour la conception de nouvelles batteries ; le plus intéressant est que le coût de cette technologie est très considérable - il devrait représenter moins de 10 % du coût total de la 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 d'éviter leur abandon à grande échelle et la pollution environnementale, ce « traitement de précision » offre une solution technique viable. » Cette recherche démontre non seulement la force d'innovation de la Chine dans le domaine des nouvelles énergies, mais annonce également l'avènement d'une nouvelle ère. Dans un avenir proche, l'angoisse des batteries pourrait bien devenir une réalité. Attendons avec impatience la commercialisation de cette technologie révolutionnaire au plus vite !
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Date de publication : 28 février 2025