Progrès dans les batteries lithium-ion : des scientifiques réalisent une avancée révolutionnaire

Un nouveau composé chimique similaire aux minéraux trouvés dans les roches alcalines a été découvert à l’Université des sciences de Tokyo, susceptible de révolutionner les batteries à semi-conducteurs pour véhicules électriques (VE). Cet oxyfluorure de type pyrochlore, remplaçant les sulfures comme conducteur de l’électrolyte, promet une conductivité exceptionnelle même à températures élevées.

Des chercheurs de l’Université des sciences de Tokyo ont identifié un conducteur de type pyrochlore qui résout un problème important affectant d’autres types couramment étudiés. Contrairement aux sulfures, cette nouvelle formule ne produit pas de sulfure d’hydrogène toxique lorsqu’elle est exposée à l’humidité de l’air, comme le détaille une étude récente publiée dans Chemistry of Materials par ACS Publications.

Performance supérieure dans des conditions difficiles

Le matériau nouvellement développé présente une conductivité ionique plus élevée et une plus grande stabilité dans l’air par rapport aux électrolytes solides oxydes précédemment rapportés. Ces caractéristiques en font un composant prometteur pour les batteries lithium-ion entièrement solides, offrant potentiellement une densité énergétique plus élevée et un risque d’incendie plus faible, des avantages clés pour l’industrie des véhicules électriques.

Les batteries à semi-conducteurs diffèrent des packs lithium-ion traditionnels en utilisant un électrolyte solide plutôt que liquide, crucial pour le mouvement des ions entre l’anode et la cathode pendant le fonctionnement. L’équipe de recherche de Tokyo et d’autres experts estiment que ces batteries pourraient révolutionner l’industrie des véhicules électriques.

Des tests avancés, notamment la diffraction des rayons X, ont confirmé la conductivité supérieure de l’électrolyte pyrochlore par rapport aux électrolytes solides oxydes connus. Il démontre des performances robustes sur une large plage de températures, de 14 à 212 degrés Fahrenheit, surpassant les batteries lithium-ion standard généralement optimisées entre 32 et 140 degrés Fahrenheit.

Impact sur l’adoption des véhicules électriques

S’il est intégré avec succès dans les batteries des véhicules électriques, l’électrolyte de l’équipe de Tokyo pourrait accélérer l’adoption de véhicules plus propres. Les ventes mondiales de véhicules électriques ont bondi de 25 % au premier trimestre de l’année, dépassant les 3 millions d’unités, selon l’Agence internationale de l’énergie.

Les propriétaires de véhicules électriques bénéficieront d’un avantage économique, en pouvant potentiellement bénéficier d’incitations fiscales allant jusqu’à 7 500 $ et en économisant environ 1 500 $ par an sur les coûts de carburant et d’entretien. De plus, les véhicules électriques émettent beaucoup moins de CO2 et réduisent les émissions toxiques par rapport aux véhicules à essence, offrant ainsi des avantages pour l’environnement et la santé publique.

Les chercheurs de Tokyo sont optimistes quant à la poursuite des recherches et au potentiel de ce matériau pour faire progresser considérablement la technologie des batteries.