Une équipe de recherche a identifié une technique permettant d’empêcher le placage au lithium dans les batteries de véhicules électriques, ce qui pourrait accélérer les temps de charge. En optimisant la microstructure de l’électrode négative en graphite, la propension au placage au lithium peut être considérablement réduite. Cette découverte peut révolutionner l’efficacité, la sécurité et la longévité des batteries des voitures électriques, en faisant un choix de plus en plus souhaitable pour les consommateurs.
Les chercheurs ont trouvé un moyen de réduire le placage au lithium dans les batteries des véhicules électriques, promettant une charge plus rapide et une durée de vie plus longue des batteries, annonçant une avancée significative pour les véhicules électriques.
Une nouvelle étude dirigée par le Dr Xuekun Lu de l’Université Queen Mary de Londres en collaboration avec une équipe internationale de chercheurs du Royaume-Uni et des États-Unis a trouvé un moyen d’empêcher le placage au lithium dans les batteries des véhicules électriques, ce qui pourrait entraîner des temps de charge plus rapides. L’article sera publié aujourd’hui (24 août) dans la revue Communications naturelles.
Comprendre le placage au lithium
Le placage au lithium est un phénomène qui peut se produire dans les batteries lithium-ion lors d’une charge rapide. Cela se produit lorsque des ions lithium s’accumulent à la surface de l’électrode négative de la batterie au lieu de s’y intercaler, formant une couche de lithium métallique qui continue de croître. Cela peut endommager la batterie, réduire sa durée de vie et provoquer des courts-circuits pouvant provoquer un incendie ou une explosion.
La solution
Le Dr Xuekun Lu explique que le placage au lithium peut être considérablement atténué en optimisant la microstructure de l’électrode négative en graphite. L’électrode négative en graphite est composée de minuscules particules distribuées de manière aléatoire, et le réglage fin de la morphologie des particules et de l’électrode pour une activité de réaction homogène et une saturation locale réduite en lithium est la clé pour supprimer le placage au lithium et améliorer les performances de la batterie.
La distribution de la concentration de lithium est indiquée par des couleurs pendant le processus de charge d’une électrode négative en graphite. Crédit : Xuekun Lu et al/Nature Communications
« Nos recherches ont révélé que les mécanismes de lithiation des particules de graphite varient dans des conditions distinctes, en fonction de leur morphologie de surface, de leur taille, de leur forme et de leur orientation. Cela affecte largement la distribution du lithium et la propension au placage au lithium », a déclaré le Dr Lu. « Aidé par un modèle de batterie 3D novateur, nous pouvons capturer quand et où le placage au lithium commence et à quelle vitesse il se développe. Il s’agit d’une avancée majeure qui pourrait avoir un impact majeur sur l’avenir des véhicules électriques. »
Implications de l’étude
La recherche fournit de nouvelles informations sur le développement de protocoles avancés de charge rapide en améliorant la compréhension des processus physiques de redistribution du lithium dans les particules de graphite lors d’une charge rapide. Cette connaissance pourrait conduire à un processus de charge efficace tout en minimisant le risque de placage au lithium.
Outre des temps de charge plus rapides, l’étude a également révélé que le raffinement de la microstructure de l’électrode en graphite peut améliorer la densité énergétique de la batterie. Cela signifie que les voitures électriques pourraient voyager plus loin avec une seule charge.
Ces découvertes constituent une avancée majeure dans le développement des batteries pour véhicules électriques. Ils pourraient conduire à des voitures électriques à recharge plus rapide, plus durables et plus sûres, ce qui en ferait une option plus attrayante pour les consommateurs.
