Autonomie de 400 km, temps de charge 10 minutes: ça chauffe dans la batterie!
Chao-Yang Wang1 et William E. Diefenderfer2 annoncent « Nous avons développé une batterie assez intelligente pour les véhicules électriques grand public à coût égale comparé aux véhicules à moteur à combustion. Il n’y a plus d’angoisse d’autonomie et cette batterie est abordable, avec une durée de vie de de 2 millions de kilomètre »
Leur publication dans « Nature Energy » précise que la clé d’une longue durée de vie et d’une recharge rapide repose sur la capacité de la batterie à chauffer rapidement jusqu’à 60°C pour la charger et la décharger, puis de la refroidir lorsque la batterie ne fonctionne pas. « La charge très rapide nous permet de réduire la taille de la batterie sans provoquer de problème d’autonomie », a déclaré Wang.
La batterie utilise une approche d’auto-échauffement déjà développée dans le labo de Wang. La batterie auto-chauffante utilise une fine feuille de nickel avec une extrémité connectée à la borne négative et l’autre sur un troisième borne externe à la cellule.En chauffant, la feuille de nickel réchauffe l’intérieur de la batterie. Une fois que la température interne de la batterie est de 60°C, l’interrupteur coupe le circuit de chauffage et la batterie est prête pour une charge rapide.
L’équipe de Wang a modélisé cette batterie en utilisant les technologies existantes et des approches innovantes. Ils suggèrent qu’en utilisant cette méthode d’auto-échauffement, ils peuvent se contenter de matériaux bon marché pour la cathode et l’anode de la batterie et un électrolyte fiabler. La cathode est du phosphate de fer lithium thermiquement stable, qui ne contient aucun des matériaux coûteux et critiques comme le cobalt. L’anode est en graphite à très grosses particules, un matériau sûr, léger et peu coûteux.
Du fait de l’auto-échauffement, les chercheurs considèrent n’avaient pas d’inquiétude concernant un dépôt inégal de lithium sur l’anode, ce qui peut provoquer des pics de lithium dangereux. « Cette batterie réduit le poids, le volume et le coût. Elle profitera à tout le monde », a déclaré Wang. Ces petites batteries emmagasinent une grande quantité d’énergie en chauffant – 40 kilowattheures et 300 kilowatts de puissance. Un véhicule électrique avec cette batterie pourrait passer de zéro à 100 kmh en 4 secondes.
L’Office of Energy Efficiency and Renewable Energy du département américain de l’Énergie et le William E Diefenderfer Endowment ont soutenu cette recherche.
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Chao-Yang Wang1 et William E. Diefenderfer2 : Chair of mechanical engineering, professor of chemical engineering and professor of materials science and engineering, and director of the Electrochemical Engine Center at Penn State
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