Des batteries de voiture électrique rechargeables (à 70%) en 11 minutes
EC Power Group, une entreprise nord-américaine, vient de présenter une batterie lithium-ion pourvue de petits dispositifs de chauffage qui lui permettent d’être rechargée à 70% en seulement 11 minutes.
L’un des problèmes majeurs pour recharger les batteries rapidement est celui des dendrites. Lorsqu’une batterie est exposée à une charge trop forte, un dépôt de métal, appelé plaquage, peut se former, entre autres à cause de la différence de température. À terme, des dendrites peuvent aussi apparaître. Les dendrites sont des sortes de petits « pics » formés à partir du dépôt, qui peuvent finir par générer des courts-circuits. Pourtant, sans cette étape de chauffe, recharger un véhicule électrique peut se révéler très long : « la charge rapide est reconnue comme une caractéristique cruciale nécessaire pour une large adoption des véhicules électriques. De plus, la charge rapide permet d’utiliser des batteries plus petites, d’économiser des ressources et de réduire les coûts hors lot », peut-on lire sur le site internet d’EC Power Group.
Une solution à ce problème est déjà connue : lorsqu’on chauffe une batterie à plus de 60 °C, ce dépôt ne se forme pas. Il est donc possible d’appliquer une plus forte puissance et donc de charger une batterie plus rapidement. Cependant, il existe toujours un risque d’endommager la batterie à cause de la chaleur, ou même de générer des incendies.
Brian McCarty, de l’entreprise EC Power, aux côtés de ses collègues, a proposé un système de chauffage qui permettrait, selon lui, d’augmenter la température de la batterie de façon plus sécurisée. Avec cette technique, une voiture électrique pourrait être rechargée jusqu’à 70% en seulement 11 minutes, suffisamment pour parcourir quelque 320 kilomètres pour les modèles récents. Une opération similaire avec une batterie ordinaire prendrait environ 45 minutes. Les derniers travaux des chercheurs ont été publiés dans la revue Nature.
Des dispositifs de chauffage intégrés à la batterie
Les méthodes de rechargement rapide impliquent généralement d’utiliser des anodes et des cathodes (les bornes + et – de la batterie) plus minces, ou moins denses. En effet, il est plus facile de « pousser » les ions lithium sur une distance plus courte pendant la charge. Cependant, cela limite également la capacité de la batterie. À la place, les chercheurs ont donc choisi d’utiliser des piles d’anodes et de cathodes. Entre ces piles, ils ont placé des éléments chauffants, mesurant environ un dixième de l’épaisseur d’une feuille de papier. Ce système permet d’obtenir une densité d’énergie plus élevée, ainsi qu’une charge rapide.
« En chauffant de l’intérieur vers l’extérieur, et non de l’extérieur vers l’intérieur, nous obtenons des taux de modulation thermique 60 fois plus rapides que ce que la gestion thermique des véhicules électriques SOA peut atteindre », peut-on lire sur le site internet d’EC Power Group. Afin d’évaluer l’efficacité de ce nouveau système, les scientifiques ont chargé une batterie de 265 wattheures à 70%. Cela leur a pris 11 minutes, et la batterie a été chauffée à 65 °C. Si ce résultat de 70% leur paraît satisfaisant, c’est parce que la charge totale recommandée pour une batterie (afin de ne pas l’abîmer) est de 80%.
