Image : Adden Énergie
Des chercheurs de l’Université Harvard ont développé une batterie à semi-conducteurs qui peut être rechargée en 10 minutes, et elle bénéficie désormais d’un financement de série A pour augmenter la production.
Mise à jour du 23 octobre : Adden Energy a levé 15 millions de dollars dans le cadre d’un cycle de série A mené par At One Ventures avec la participation de Primavera Capital Group, Rhapsody Venture Partners et MassVentures pour augmenter la production et apporter la technologie des batteries à semi-conducteurs aux constructeurs automobiles.
La société utilisera le financement pour construire une installation pilote de production de lignes roll-to-roll à son siège social de Waltham, dans le Massachusetts.
Adden Energy a déjà démontré une technologie capable de fournir sa batterie dans des formats de cellules de poche compatibles avec les véhicules électriques et commercialement compatibles ; cette ligne de production financée par la série A lui permettra de multiplier par 100 la taille des batteries.
Laurie Menoud, associée chez At One Ventures et membre du conseil d’administration d’Adden Energy, a déclaré : « Notre investissement dans cette technologie est un signal de l’importance que nous savons de cela, et c’est aussi notre niveau de confiance dans la capacité d’Adden Energy à gagner des parts de marché grâce à économie des unités compétitives. Avec la densité énergétique supplémentaire des anodes au lithium métal, le coût par kilowattheure va baisser de 30 %, ce qui constituera un facteur important d’adoption.
Adden Energy affirme que ses batteries de nouvelle génération sont en passe d’atteindre l’objectif de parité entre les véhicules électriques et les moteurs à combustion interne d’ici 2028.
La dernière percée de Harvard en matière de batteries à semi-conducteurs
15 janvier 2024 : Les chercheurs sur les batteries au lithium métal développés à la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) peuvent également être chargés et déchargés au moins 6 000 fois, soit plus que toute autre cellule de batterie de poche.
La recherche publiée dans Matériaux naturels décrit une nouvelle façon de fabriquer des batteries à semi-conducteurs avec une anode au lithium métallique. Xin Li, professeur agrégé de science des matériaux à SEAS et auteur principal de l’article, a déclaré :
Les batteries à anode métallique au lithium sont considérées comme le Saint Graal des batteries car elles ont une capacité dix fois supérieure aux anodes en graphite commerciales et pourraient augmenter considérablement la distance de conduite des véhicules électriques.
Nos recherches constituent une étape importante vers des batteries à semi-conducteurs plus pratiques pour les applications industrielles et commerciales.
L’un des plus grands défis lors de la conception de batteries à semi-conducteurs est la formation de dendrites à la surface de l’anode. Les dendrites sont des projections de métal qui peuvent s’accumuler à la surface du lithium et se développer comme des racines dans l’électrolyte. Ils percent la barrière qui sépare l’anode et la cathode, provoquant un court-circuit ou même un incendie de la batterie.
Les dendrites se forment lorsque les ions lithium se déplacent de la cathode à l’anode pendant la charge, se fixant à la surface de l’anode lors d’un processus appelé placage. Cela crée une surface inégale et non homogène sur l’anode et permet aux dendrites de s’enraciner.
Une fois déchargé, ce revêtement en forme de plaque doit être retiré de l’anode, et lorsque le placage est irrégulier, le processus de décapage peut être lent et entraîner des nids-de-poule qui induisent un placage encore plus irrégulier lors de la charge suivante.
En 2021, l’équipe a conçu une batterie multicouche prenant en sandwich différents matériaux de stabilité variable entre l’anode et la cathode. Cette conception a empêché la pénétration des dendrites de lithium en les contrôlant et en les contenant – mais elle ne les a pas complètement arrêtées.
Mais dans cette dernière recherche, les chercheurs arrêt dendrites de se former en utilisant des particules de silicium de taille micronique dans l’anode pour resserrer la réaction de lithiation et faciliter le placage homogène d’une épaisse couche de lithium métallique.
Dans la conception des chercheurs de Harvard, lorsque les ions lithium se déplacent de la cathode à l’anode pendant la charge, la réaction de lithiation est restreinte à la surface peu profonde et les ions s’attachent à la surface de la particule de silicium, mais ne pénètrent pas davantage.
“Dans notre conception, le lithium métallique s’enroule autour de la particule de silicium, comme une coque de chocolat dur autour d’un noyau de noisette dans une truffe au chocolat”, a expliqué Li.
Et comme le placage et le décapage peuvent être rapides sur une surface plane, la batterie peut se recharger en 10 minutes environ.
Les chercheurs ont construit une version de la pile de la taille d’un timbre-poste, qui est 10 à 20 fois plus grande que la pile bouton fabriquée dans la plupart des laboratoires universitaires. La batterie à semi-conducteurs a conservé 80 % de sa capacité après 6 000 cycles, surpassant ainsi les autres batteries de poche actuellement disponibles sur le marché.
Le Harvard Office of Technology Development a concédé la technologie sous licence à Adden Energy, une société dérivée de Harvard cofondée par Li et trois anciens élèves de Harvard. Adden Energy a étendu la technologie pour construire une batterie de poche de la taille d’un téléphone intelligent.
Le point de vue d’Electrek
Il s’agit d’une nouvelle étape franchie dans la saga des batteries à semi-conducteurs. Le défi ultime reste de les produire en série à un prix inférieur à celui des batteries lithium-ion. Cela changera véritablement la donne pour les véhicules électriques.
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