Un consortium japonais met au point une batterie lithium-air d’une densité énergétique de 500 Wh/kg

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D’après pv magazine international.

Les batteries lithium-oxygène, ou lithium-air (LAB), constituent l’une des nombreuses voies d’amélioration des technologies actuelles de stockage de l’énergie. En effet, les batteries au lithium et les autres batteries métal-air sont privilégiées dans la recherche en raison de leur potentiel de densité énergétique élevée, mais leur rendement limité et leur faible durée de vie constituent de sérieux handicaps pour le développement de ces technologies.

C’est dans ce contexte que des scientifiques de l’Institut national des sciences des matériaux du Japon et de Softbank ont mis au point une batterie rechargeable lithium-air. Ils affirment que la densité énergétique de cette batterie dépasse largement celle des batteries lithium-ion classiques.

Comme d’autres LAB conçus dans le cadre de travaux de recherche, la batterie du consortium japonais utilise du lithium pour l’électrode négative et de l’oxygène pour l’électrode positive en carbone poreux. Le dispositif empilé de 10 cellules a une taille de 4 cm x 5 cm et des cellules monocouches avec une électrode de 2 cm x 2 cm.

« Dans cette configuration de cellules empilées, l’oxygène doit être transporté horizontalement à travers la couche de diffusion gazeuse », expliquent les scientifiques. « Ensuite, l’oxygène doit être à nouveau être acheminé verticalement afin de parcourir toute la partie positive de l’électrode. »

Lorsqu’elle fonctionne à température ambiante, cette nouvelle batterie présente une densité énergétique de 500 Wh/kg, soit environ deux fois celle des batteries lithium-ion actuelles. Cette performance est reportée comme la plus élevée au monde en termes de densité énergétique et de nombre de cycles.

« Bien que les études démontrent qu’une batterie lithium-ion pouvait être exploitée efficacement durant plus de 100 cycles de décharge et de charge, leur densité d’énergie au niveau de la cellule pratique restait inférieure à 50 W h kg-1. En revanche, les LABs avec une densité d’énergie supérieure à 300 W h kg-1 présentaient un nombre de cycles inférieur à 20 », ont déclaré les chercheurs.

Ils affirment que le dispositif de stockage a des applications potentielles dans les systèmes de stockage d’énergie résidentiels, les véhicules électriques, les drones et les dispositifs de l’Internet des objets (IoT). Ils ont décrit cette technologie dans « Criteria for evaluating lithium-air batteries in academia to correctly predict their practical performance in industry », qui a été récemment publié dans Materials Horizons.

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