La Chine réalise l'impossible : elle crée une batterie au lithium innovante capable de maintenir son autonomie, même à −50 °C

La Chine a récemment réalisé une avancée significative dans le domaine des batteries lithium, en développant un modèle capable de maintenir son autonomie même à des températures aussi basses que -50 °C. Cet exploit, présenté par une équipe de chercheurs de l'Université de Nankai, pourrait transformer la manière dont les véhicules électriques fonctionnent en hiver, une période où de nombreux conducteurs rencontrent des problèmes d'autonomie.

Les automobilistes utilisant des voitures électriques savent bien que l'hiver peut être synonyme de désagréments. Lors de journées froides, l'autonomie de leur véhicule peut diminuer de 20 à 40 %, et la recharge peut prendre beaucoup plus de temps que d'habitude. Ce phénomène n'est pas dû à un défaut de fabrication, mais plutôt à des limitations physiques liées à la chimie des batteries. Lorsque la température chute, l'électrolyte, qui est le liquide permettant le transport des ions lithium, devient moins efficace. Les batteries conventionnelles, qui utilisent des solvants à base d'oxygène, souffrent particulièrement du froid, car les ions lithium ont du mal à se libérer de leurs liaisons avec ces solvants, ralentissant ainsi le courant.

Pour surmonter cette barrière, l'équipe de Nankai a opté pour une solution audacieuse : remplacer les solvants oxygénés par une molécule fluorée, le 1,3-difluoropropane. En affaiblissant le lien entre le solvant et les ions lithium, les chercheurs ont facilité leur circulation, même à des températures extrêmes. Cette approche innovante contraste avec les méthodes traditionnelles qui privilégient des liaisons solides. Les résultats en laboratoire sont prometteurs, la batterie atteignant 707 wattheures par kilo à température ambiante, un chiffre qui dépasse largement les meilleures batteries lithium-ion actuelles, qui se situent autour de 250 à 300 wattheures par kilo.

À des températures glaciales de -50 °C, cette nouvelle batterie conserve environ 400 wattheures par kilo et continue de fonctionner jusqu'à -70 °C, ce qui est inenvisageable pour les batteries classiques. À cette température, elle maintient une efficacité de 98 % dans la restitution de courant. Cette avancée pourrait potentiellement résoudre le dilemme auquel sont confrontés les utilisateurs de batteries : choisir entre une densité d'énergie élevée et une résistance au froid. Avec cette nouvelle technologie, il semble possible d'obtenir les deux.

Cependant, la route vers une commercialisation de cette batterie est encore semée d'embûches. Bien que les résultats soient impressionnants, ils ont été obtenus sur de petites cellules en laboratoire et non dans des applications réelles. Un des principaux défis reste la durée de vie de la batterie, qui ne dépasse pas actuellement 115 cycles de charge. Or, pour un véhicule, plusieurs milliers de cycles sont nécessaires, ce qui signifie que cette batterie pourrait s'user en quelques mois.

D'autres défis doivent également être relevés. Le solvant fluoré est instable et s'évapore à des températures élevées, posant des questions de sécurité en cas de chaleur, ce qui est paradoxal pour une technologie conçue pour le froid. Les chercheurs travaillent déjà sur des alternatives plus lourdes pour résoudre ce problème. De plus, il existe un risque de formation de dendrites, des filaments de lithium pouvant entraîner des courts-circuits à long terme, ainsi qu'un coût de production plus élevé que celui des électrolytes classiques. Par conséquent, il est peu probable que cette batterie soit disponible sur le marché à court terme.

Néanmoins, en remettant en question des concepts chimiques établis depuis deux siècles, cette recherche ouvre des perspectives intéressantes, notamment pour des secteurs tels que l'aérospatiale, les drones de haute altitude ou les missions polaires, où le froid extrême est courant et chaque gramme compte. Bien que la révolution ne soit pas imminente, cette avancée scientifique témoigne d'un progrès tangible dans le domaine des batteries.