De nouvelles batteries permettent de recharger en 12 minutes un trajet de 800 km
Le problème de longue date des dendrites a été résolu
Des chercheurs coréens ont ouvert une nouvelle ère pour la technologie des batteries de véhicules électriques en résolvant le problème des dendrites dans les batteries lithium-métal. Alors que les batteries lithium-ion conventionnelles sont limitées à une autonomie maximale de 600 km, la nouvelle batterie peut atteindre une autonomie de 800 km en une seule charge, une durée de vie de plus de 300 000 km et un temps de charge ultra-rapide de seulement 12 minutes.
Le4 septembre, le KAIST (président Kwang Hyung Lee) a annoncé qu'une équipe de recherche du Frontier Research Laboratory (FRL), un projet commun entre le professeur Hee Tak Kim du département d'ingénierie chimique et biomoléculaire et LG Energy Solution, a mis au point une technologie originale de "nouvel électrolyte liquide inhibiteur de cohésion" qui peut augmenter considérablement les performances des batteries au lithium-métal.
Les batteries lithium-métal remplacent l'anode en graphite, élément clé des batteries lithium-ion, par du lithium-métal. Cependant, le lithium métal présente un défi technique connu sous le nom de dendrite, qui rend difficile la garantie de la durée de vie et de la stabilité de la batterie. Les dendrites sont des cristaux de lithium en forme d'arbre qui se forment à la surface de l'anode pendant la charge de la batterie, ce qui affecte négativement les performances et la stabilité de la batterie.
Ce phénomène de dendrites s'aggrave pendant la charge rapide et peut provoquer un court-circuit interne, ce qui rend très difficile la mise en œuvre d'une batterie lithium-métal pouvant être rechargée dans des conditions de charge rapide.
L'équipe de recherche conjointe du LRF a identifié que la cause fondamentale de la formation de dendrites pendant la charge rapide du lithium métal est due à une cohésion interfaciale non uniforme à la surface du lithium métal. Pour résoudre ce problème, ils ont mis au point un "nouvel électrolyte liquide inhibiteur de cohésion".
Ce nouvel électrolyte liquide utilise une structure anionique ayant une faible affinité de liaison avec les ions lithium (Li⁺), ce qui minimise la non-uniformité de l'interface avec le lithium. Cela permet de supprimer efficacement la croissance des dendrites, même lors d'une charge rapide.
Cette technologie permet de surmonter la lenteur de la charge, qui constituait une limitation majeure des batteries lithium-métal existantes, tout en maintenant une densité énergétique élevée. Elle permet une grande autonomie et un fonctionnement stable même en cas de charge rapide.
Je-Young Kim, directeur technique de LG Energy Solution, a déclaré : "Les quatre années de collaboration entre LG Energy Solution et le KAIST par l'intermédiaire de la FRL produisent des résultats significatifs. Nous continuerons à renforcer notre collaboration entre l'industrie et le monde universitaire pour résoudre les défis techniques et obtenir les meilleurs résultats dans le domaine des batteries de nouvelle génération."
Hee Tak Kim, professeur d'ingénierie chimique et biomoléculaire au KAIST, a déclaré : "Cette recherche est devenue une base essentielle pour surmonter les défis techniques des batteries au lithium-métal en comprenant la structure interfaciale. Elle a permis de surmonter le principal obstacle à l'introduction des batteries lithium-métal pour les véhicules électriques".
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Publication originale
Hyeokjin Kwon, Seongyeong Kim, Jonghyun Hyun, Ha Eun Lee, Seong Su Kim, Yesom Kim, Il Ju Kim, Kyungjae Shin, Sejin Kim, Changhoon Park, Hongsin Kim, Dongseok Shin, Hee-Tak Kim; "Covariance of interphasic properties and fast chargeability of energy-dense lithium metal batteries"; Nature Energy, 2025-9-3
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