Samsung développe une batterie de voiture électrique autonome de 800 km

La course au développement de batteries à semi-conducteurs pour les voitures électriques a commencé depuis longtemps, mais jusqu’à présent, aucun fabricant n’a réussi à les rendre viables à grande échelle. Cependant, la communauté scientifique continue d’enquêter et Samsung a publié une étude sur ce type de batterie à électrolyte solide qui promet plus de sécurité, une plus longue durée de vie et plus de performances.

Un volume réduit et une durée de vie utile de 1 000 charges

Les chercheurs de Samsung (vous pouvez en voir trois sur l’image de couverture) ont voulu s’attaquer à l’un des principaux problèmes des batteries lithium-ion classiques : les dendrites qui sont à l’origine des anodes en lithium métal.

Les dendrites sont les cavités internes qui montrent la détérioration de la batterie après plusieurs cycles de charge et de décharge et augmentent son inflammabilité, réduisant ainsi la sécurité.

Actuellement, toutes les branches de la recherche sur les batteries alternatives aux batteries lithium-ion se concentrent sur la résolution de trois problèmes principaux : une faible densité énergétique (qui induit une autonomie plus courte), des problèmes de sécurité (surchauffe et incendie) et une courte durée de vie après certains cycles de charge et de décharge, comme c’est le cas des batteries lithium-soufre, qui bien qu’ayant une densité énergétique plus élevée, ont tendance à avoir une durée de vie plus courte.

Pour résoudre ces problèmes, les scientifiques doivent se concentrer sur l’anode, la cathode et l’électrolyte de la batterie, matériau à travers lequel les ions chargés passent pendant les phases de charge et de décharge.

Selon le géant sud-coréen, l’équipe a récemment découvert que l’incorporation d’une couche d’argent-carbone (Ag-C) sur l’anode d’une cellule prototype permettait à la batterie de supporter une plus grande capacité, une plus longue durée de vie et une meilleure sécurité générale.

D’une épaisseur de 5 µm (micromètres), la couche nanocomposite Ag-C ultrafine a permis à l’équipe de réduire l’épaisseur de l’anode et d’augmenter la densité énergétique à 900 Wh/L. En fait, les chercheurs affirment que ce prototype de batterie permettrait à une voiture électrique de parcourir jusqu’à 800 km entre les charges et a également une durée de vie de 1 000 charges.

Cette fine couche d’argent-carbone leur a également permis, selon eux, de fabriquer leur prototype en volume environ 50 % plus petit qu’une batterie lithium-ion classique.

“Le produit de cette étude pourrait être le germe d’une technologie de batterie plus sûre et plus performante à l’avenir”, explique le chef de projet Dongmin In. “À l’avenir, nous continuerons à développer et à perfectionner les matériaux et les technologies de fabrication des batteries à semi-conducteurs pour faire passer l’innovation en matière de batteries de voitures électriques à un niveau supérieur.

Pour l’instant, il s’agit encore d’un autre projet de recherche qui pourrait donner un coup de pouce aux piles à l’état solide. Fin 2019, le laboratoire de batteries d’IBM a découvert un alliage de matériaux qui ne nécessite pas d’ingrédients contradictoires.

Cette conception de batterie utilise un matériau de cathode sans cobalt ni nickel et un électrolyte liquide, dont il a été démontré que la combinaison supprime les dendrites de lithium métal pendant la charge, réduisant ainsi l’inflammabilité.

IBM estime que cette nouvelle batterie a un coût de développement inférieur à celui des batteries lithium-ion, un temps de charge plus rapide, une densité énergétique plus élevée, un rendement énergétique élevé et une faible inflammabilité.