Les voitures électriques sont de plus en plus populaires, mais beaucoup sont confrontées à des problèmes de performances dégradées par temps froid. Lorsque les températures baissent, la charge ralentit et l’autonomie est également considérablement réduite. Des chercheurs de l’Université du Michigan et d’Arbor Battery Innovations ont trouvé une solution prometteuse qui pourrait atténuer ces problèmes. Ils ont développé une batterie lithium-ion expérimentale qui fonctionne bien à des températures inférieures à zéro, permettant une charge rapide et une autonomie fiable.
L'innovation clé est une « architecture d'électrodes 3D » spéciale qui aide la batterie à mieux gérer le froid extrême. En règle générale, les températures très basses ralentissent le mouvement des électrons dans les batteries des véhicules électriques, ce qui entraîne des temps de charge plus longs et une distance de conduite réduite.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs se sont concentrés sur l’anode, où les ions lithium sont stockés pendant la charge. Ils ont utilisé des lasers pour modifier le graphite de l’anode, créant ainsi des voies permettant aux ions lithium de se déplacer et de se déposer plus rapidement. Si cela accélérait la charge, cela créait également un nouveau défi : le placage au lithium. Cela se produit lorsque le lithium s'accumule à la surface de l'anode au lieu d'être absorbé, ce qui peut nuire aux performances et à la sécurité de la batterie.
L’équipe de recherche a résolu le problème du placage en appliquant un revêtement très fin, d’environ 20 nanomètres d’épaisseur, sur la batterie. Ce revêtement, composé de borate-carbonate de lithium, empêche le placage du lithium. En conséquence, la batterie peut se charger rapidement à une vitesse de 6 °C, ce qui signifie qu'elle peut être complètement chargée en seulement 10 minutes, même à -10 degrés Celsius (14 degrés Fahrenheit). Les chercheurs ont constaté que les performances de la batterie restaient élevées après 100 cycles de charge dans ces conditions froides.
Neil Dasgupta, professeur de génie mécanique à l'Université du Michigan et co-auteur de l'étude, a déclaré que cette nouvelle technologie pourrait être ajoutée aux processus actuels de fabrication de batteries sans changements majeurs.
Les voitures électriques modernes utilisent déjà le préconditionnement des batteries et des pompes à chaleur pour affronter le froid. Cependant, ces méthodes ne fonctionnent pas toujours parfaitement et de nombreux propriétaires de véhicules électriques remarquent une baisse d’autonomie par temps très froid. Si cette nouvelle technologie de batterie peut être produite avec succès pour les véhicules électriques, elle pourrait aider les acheteurs potentiels, en particulier dans les régions aux conditions hivernales rigoureuses.
