La batterie lithium-ion reste froide

Un nouveau type de batterie lithium-ion contient beaucoup plus d'énergie que les versions précédentes, tout en fonctionnant bien à des températures élevées. Cela pourrait s'avérer utile pour les voitures hybrides et électriques, où les batteries à haute densité présentent généralement des risques pour la sécurité.

Supports de stockage : Leyden Energy fabrique des batteries lithium-ion en deux formats, pour alimenter les gadgets grand public.

Leyde Énergie utilise un collecteur de courant en graphite et du sel d'imide dans l'électrolyte de la batterie. Ces matériaux permettent à la batterie de durer plus longtemps et de résister à des températures plus élevées ; Leyde a refusé de discuter de la façon dont il a atteint des densités d'énergie plus élevées.

La société affirme que la batterie a une densité énergétique de 225 wattheures par kilogramme. Cela se situe dans la gamme haut de gamme des batteries d'ordinateurs portables, et environ 50 % plus élevé que les batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques. La startup de quatre ans s'attend à voir ses cellules utilisées par un fabricant de tablettes PC plus tard cette année, a déclaré le PDG de Leyden, Aakar Patel.

Les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans l'électronique grand public, mais des modifications de conception sont nécessaires pour s'assurer qu'elles fonctionnent en toute sécurité dans les voitures électriques ou hybrides. Les constructeurs automobiles sont généralement obligés d'utiliser des batteries à faible densité et d'utiliser des systèmes électroniques et de refroidissement pour s'assurer que les cellules de la batterie ne chauffent pas trop. Tesla Motors, par exemple, utilise des batteries similaires à celles des ordinateurs portables pour alimenter ses Roadster voiture de sport. L'entreprise utilise des composants électroniques et logiciels de refroidissement liquide et de gestion thermique pour éviter la surchauffe et d'autres problèmes.

Un matériau de cathode tel que le phosphate de lithium-fer est parfois utilisé pour les batteries de véhicules électriques car il peut résister à des températures élevées. Le compromis est qu'il a une densité d'énergie relativement faible, environ 140 wattheures par kilogramme.

Leyde se concentre sur l'électrolyte et le collecteur de courant, car les deux affectent les performances de la cathode et de l'anode et aident à déterminer la longévité et la stabilité d'une batterie, explique Patel. Les résultats sont des batteries qui fonctionnent tout aussi bien à des températures allant jusqu'à 60 °C, ajoute-t-il.

La batterie de Leyden remplace l'hexafluorophosphate de lithium, l'un des composants d'une batterie lithium-ion, par du sel d'imide. Contrairement à l'hexafluorophosphate de lithium, il ne réagit pas avec l'eau à l'intérieur de la cellule de la batterie, une réaction qui dégrade considérablement la durée de vie d'une batterie. L'hexafluorophosphate de lithium commence également à se décomposer à température ambiante et perd de son efficacité de manière plus importante lorsque la température atteint 55 °C. Le sel d'imide ne commence pas à se décomposer à des températures plus élevées.

Mais le sel d'imide peut causer des problèmes en corrodant le collecteur de courant en aluminium qui se trouve généralement dans une cellule de batterie. Le graphite est un bon substitut car il est immunisé contre cet assaut. L'avancée clé pour Leyde n'est pas l'électrolyte. Leur magie est qu'ils n'utilisent pas l'aluminium comme collecteur actuel, explique Venkat Srinivasan, un scientifique du Lawrence Berkeley National Laboratory qui a vu la technologie de l'entreprise. Ce changement leur a permis de changer l'électrolyte.

Patel dit que les batteries pourraient utiliser un refroidissement par air plutôt qu'un refroidissement liquide, ce qui les rendrait moins chères et plus légères. La société développe également une électronique et un logiciel de gestion de la batterie pour éviter la surcharge ou la sous-charge, des problèmes qui peuvent compromettre la durée de vie de la batterie, dit-il. Leyde a récemment reçu une subvention de 2,96 millions de dollars de la Californie sur un projet de production de 10 packs de batteries de voiture par mois.

La technologie cellulaire de Leyden présente un avantage très réel pour une batterie de véhicule en termes de gestion thermique, de performances de cycle de vie et de densité énergétique, déclare Brian Wismann, directeur du développement de produits chez Brammo, une entreprise qui développe des motos électriques et s'intéresse à utilisant la technologie de Leyde.

La nouvelle technologie de Leyden apparaîtra d'abord dans la batterie d'un ordinateur portable. La société affirme que ces batteries atteindront plus de 1 000 cycles de charge et de décharge, contre 300 cycles pour une batterie d'ordinateur portable typique, et auront une garantie de trois ans au lieu de la garantie habituelle d'un an.

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