Du maïs pour quadrupler l'autonomie des batteries

Une anode composite silicium-carbone stable mise au point en Corée

Une plus grande capacité, mais aussi une charge accélérée

En quelques années, les véhicules électriques se sont bien développés, mais on constate aujourd'hui que la batterie lithium-ion peine à progresser suffisamment pour réduire son poids, améliorer sa densité énergétique ou encore être plus sûre dans son utilisation. Aussi, des projets de recherches sont menés partout pour tenter de découvrir la technologie qui permettra un essor des performances et facilitera l'adhésion du véhicule électrique.

Des chercheurs du Korean Institute of Science and Technology (KIST) ont récemment fait une avancée dans la recherche de plus grandes capacités de stockage et de vitesse de charge accélérées.

Alors que les batteries reposent aujourd'hui sur du graphite pour l'anode, ce matériau n'est pas optimal en matière de capacités. A l'inverse, le Silicium attire l'attention depuis plusieurs années pour ses capacités potentiellement 10 fois plus importantes. On parle en effet de batterie lithium-ion munie d'anodes en silicium depuis 5 ans depuis les travaux de l'Université de Stanford et du Laboratoire SLAC (National Accelerator Laboratory) du département de l'énergie (DoE) du gouvernement américain. Mais les scientifiques buttaient jusqu'à présent sur son principal défaut, le fait d'être instable, avec notamment une augmentation de 400% des particules lors de la charge puis de la décharge, rendant le matériaux à la fois cassant tout en entraînant une baisse rapide des performances de la batterie au bout de seulement quelques charges.

L'équipe du KIST menée par Hun-Gi Jung a cependant réussi à trouver une solution en concevant une anode composite carbone-silicium stabilisée grâce à de l'amidon de maïs et de patate douce dissout dans de l'eau. Le silicium dissous dans l'huile a été mélangé à la solution puis chauffé, de la même manière que pour frire de la nourriture, pour réaliser les composites Si-C.

L'anode en silicium reste ainsi stable en conservant ses capacités tout au long de 500 cycles de charge. Surtout, l'autonomie de la batterie est quadruplée par rapport à une batterie à anode graphite. Enfin, cette solution permet également d'accélérer la vitesse de charge puisque l'anode Si-C est capable de se recharger à 80% en 5 minutes.

La recherche avance bel et bien. On attend maintenant que des applications concrètes voient le jour avec le transfert au niveau industriel.

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• Site : eng.kist.re.kr
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