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Récemment, des chercheurs chinois ont percé les goulets d'étranglement en matière de densité énergétique et de performances des batteries lithium-ion conventionnelles, en développant des cellules souples avec une densité énergétique dépassant 600 watt-hours/kg et des batteries de module avec une capacité de 480 watt-hours/kg. Ces indicateurs de performance améliorent directement la densité énergétique et la durée de vie des batteries lithium-ion existantes de 2-3 fois.

Avec le développement rapide de domaines émergents tels que le transport électrique, l'économie à basse altitude, l'électronique grand public et les robots humanoïdes, la demande de batteries rechargeables à haute énergie et à longue durée de vie devient de plus en plus urgente. La densité énergétique est un indicateur central des batteries, et la manière de stocker davantage d'énergie tout en réduisant le poids et la taille est un défi technique que les chercheurs du monde entier s'efforcent de surmonter.

Les batteries au lithium métal, avec leur densité énergétique théorique nettement supérieure à celle des batteries lithium-ion conventionnelles, sont considérées comme une technologie de batterie de nouvelle génération capable de répondre aux goulets d'étranglement en matière de performances et à la durée de vie des batteries existantes. Cependant, les conceptions actuelles d'électrolytes peinent à satisfaire simultanément aux exigences d'amélioration de la puissance énergétique des batteries et de leur durée de vie en cycle.

Après des années de recherche innovante et de percées techniques, une équipe de recherche de l'Université de Tianjin et ses collaborateurs ont été les pionniers d'un concept de conception « délocalisé » pour les électrolytes de batteries au lithium métal à haute énergie. Ce concept rompt avec la dépendance de la conception traditionnelle des électrolytes à une structure de solvatation dominante, permettant d'améliorer à la fois la densité énergétique et les performances globales. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue académique internationale Nature le 13 août.

Hu Wenbin, professeur à l'École des sciences et de l'ingénierie des matériaux de l'Université de Tianjin et chef de l'équipe, a expliqué que grâce à cette innovation, l'équipe de recherche a atteint les objectifs de performance de la batterie à haute densité énergétique « Battery600 » et a réussi à rendre extensible le pack de batteries à haute densité énergétique « Pack480 », jetant ainsi une base importante pour l'application future des batteries au lithium métal. En outre, la technologie présente également une excellente stabilité de cycle et une excellente sécurité.

Actuellement, en s'appuyant sur des plateformes nationales telles que la plateforme nationale d'innovation pour l'intégration industrie-éducation en technologie de stockage d'énergie de l'Université de Tianjin et le laboratoire clé national des matériaux fonctionnels en métaux précieux, l'équipe promeut activement la transformation technique et la vérification des applications de ces résultats. Elle a déjà mis en place une ligne de production pilote pour des batteries au lithium métal à haute énergie, qui ont été appliquées avec succès à trois modèles de véhicules aériens sans pilote miniatures entièrement électriques dans mon pays, augmentant le temps de vol de 2.8 fois par rapport aux batteries existantes.

Il est rapporté que l'équipe maîtrise actuellement les technologies de base de l'ensemble de la chaîne des batteries au lithium à haute énergie, à savoir « matériaux-électrolyte-électrode-batterie ». Toutes les matières premières et les technologies clés sont contrôlables de manière indépendante, et l'équipe possède la capacité de produire en masse avec une grande cohérence. Il est prévu qu'elles soient pleinement mises en production au second semestre de cette année.