Cellule de batterie durable avec une densité énergétique accrue
Varta Microbattery accompagne le projet
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Une équipe de recherche de l'Institut Fraunhofer pour les techniques de production et l'automatisation (IPA) travaille sur une nouvelle cellule de batterie pour le stockage domestique. Elle devrait être totalement exempte de matériaux toxiques ou cancérigènes et présenter une densité énergétique plus élevée que les cellules de batterie lithium-phosphate de fer traditionnelles.
L'installation photovoltaïque sur le toit et le stockage domestique dans la cave - c'est déjà une réalité dans de nombreux foyers et cela devrait devenir de plus en plus fréquent à l'avenir. Dans la plupart des cas, les fabricants de ces deux composants se trouvent quelque part en Extrême-Orient. Mais en ce qui concerne l'accumulateur domestique, cela pourrait changer d'ici quelques années. D'ici là, une équipe de recherche du Centre pour la production numérisée de cellules de batteries (ZDB) de l'Institut Fraunhofer IPA, soutenue par l'entreprise Varta Microbattery, souhaite développer une cellule ronde à haute énergie durable et économique pour le stockage domestique.
Haute densité énergétique avec des matériaux de cellule durables
Pour ce faire, les scientifiques veulent renoncer complètement aux matériaux toxiques ou cancérigènes. Ainsi, des substances telles que le nickel et le cobalt sont utilisées jusqu'à présent dans les électrodes. "Ces matériaux nécessitent une grande technique de sécurité et des mesures de protection coûteuses dans la production des cellules", explique Johannes Wanner, directeur du segment commercial des systèmes de batteries au Fraunhofer IPA. "Si on les supprime, la production devient forcément moins chère".
L'équipe de recherche de Wanner mise donc sur une cathode exempte de fluor, de cobalt et de nickel, par exemple une cathode lithium-manganèse-phosphate de fer (LMFP), et la combine avec une anode à haute capacité. Afin de respecter le concept d'une cellule de batterie durable, il faut également renoncer au fluor dans l'électrolyte et le liant, ce qui rendrait la cellule de batterie totalement exempte de fluor. Ce renoncement améliore également la sécurité de la cellule, car le fluorure d'hydrogène ne peut plus se former.
"Dans la production de cellules de batteries, il y a jusqu'à 30 pour cent de déchets lors du changement de matériau pour de nouvelles bobines d'électrodes", explique Wanner. Un facteur de coûts et un problème environnemental. L'équipe de recherche veut réduire les déchets à l'aide de ce que l'on appelle le délaminage : les revêtements défectueux sur les électrodes doivent pouvoir être retirés et remplacés ultérieurement. En renonçant au liant standard contenant du fluor, le polyfluorure de vinylidène (PVDF), un matériau classé comme PFAS, les matériaux peuvent être plus facilement réintégrés dans de nouvelles cellules, ce qui améliore le taux de recyclage.
Commercialisable d'ici fin 2028
Au ZDB, les scientifiques du Fraunhofer IPA ont mis en place ces dernières années une ligne de production en réseau continu pour les cellules de batterie cylindriques. Ils souhaitent maintenant l'utiliser pour développer leur cellule ronde durable à haute énergie et échelonner sa fabrication. Le partenaire associé Varta Microbattery accompagne le projet. La cellule de batterie devrait être commercialisable d'ici fin 2028.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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