Comment accroître l’autonomie et le cycle de vie d’un véhicule électrique? Ajoutez simplement du carbone à sa batterie. C’est la conclusion à laquelle sont parvenus Karim Zaghib, professeur au Département de génie chimique et des matériaux de l’École de génie et d’informatique Gina-Cody de l’Université Concordia, ainsi que ses collègues dans une nouvelle étude critique publiée par une revue à comité de lecture pertinemment intitulée Batteries.
La difficulté réside dans la manière d’ajouter le carbone à la cathode d’une batterie au lithium-ion, soit l’électrode marquée d’un « + » située d’un côté de cette dernière. Les batteries au lithium-ion sont aujourd’hui couramment utilisées dans les téléphones intelligents et les véhicules électriques.
Le Pr Zaghib et ses collègues ont passé en revue des publications à comité de lecture parues entre 2015 et 2022 pour recenser les diverses méthodes et variables à prendre en compte dans l’ajout de carbone aux cathodes des batteries au lithium-ion. Chaque méthode comporte en effet ses avantages et ses inconvénients, et a un impact sur le rendement et le cycle de vie des batteries rechargeables.
L’équipe anticipe également que les batteries à venir seront entièrement solides, contrairement aux modèles actuels qui recourent à une solution électrolytique. Cette modification les rendra plus sécuritaires en diminuant le risque d’incendie, en plus d’augmenter leur autonomie et leur durabilité. Cette amélioration sera rendue possible par l’intelligence artificielle et l’apprentissage machine, qui réduiront les dépenses expérimentales ainsi que la période de mise à l’essai et d’optimisation.
Les chercheurs concluent que les batteries au carbone-lithium-ion comporteront de nombreux avantages pour le secteur industriel du stockage de l’énergie, et soulignent qu’une poignée d’entreprises telles que Tesla, CATL et BYD opèrent déjà la transition.
Lisez l’étude « Recent Development in Carbon-LiFePO4 Cathodes for Lithium-Ion Batteries: A Mini Review » parue dans Batteries.