Le consortium H2020 SOLiDIFY, coordonné par l’organisme de recherche belge Imec, a développé une batterie lithium-métal solide à haute densité énergétique.
Le prototype de cellule de poche de batterie, fabriqué par Imec dans le laboratoire d’assemblage d’EnergyVille, en Belgique, contient un électrolyte solide traité « liquide à solide », qui a été développé conjointement par Imec et ses 13 partenaires du consortium. La cellule a une densité énergétique de 1 070 Wh/L, ce qui est supérieur au maximum de 800 Wh/L pour les technologies lithium-ion, selon Imec.
Le processus de fabrication est gérable à température ambiante, adaptable aux lignes de production actuelles de batteries lithium-ion et devrait coûter moins de 150 € (166 $) par kWh.
Pour l’électrolyte solide du prototype, un matériau nanocomposite à base de liquide ionique polymérisé (PIL) dopé a été utilisé, permettant l’approche de solidification liquide. La combinaison d’une cathode composite de haute capacité séparée d’une fine anode au lithium métallique par un mince séparateur d’électrolyte solide (50 μm) a abouti à une densité d’énergie élevée et à un empilement de cellules de batterie compact.
Le taux de charge de la cellule est passé à 3 heures et sa durée de vie à 100 cycles, surmontant ainsi les défis de résistance mécanique et d’imprégnation des cathodes. La cellule solide thermiquement stable avait une inflammabilité inférieure à celle des électrolytes liquides. L’application de revêtements protecteurs nanométriques a permis l’utilisation de cathodes à faible teneur en cobalt.
Le consortium SOLiDIFY comprend 14 partenaires: les centres de recherche imec/EnergyVille, Fraunhofer, Centro Richerche Fiat SCPA, Empa, l’Université de Hasselt/EnergyVille et l’Université de Technologie de Delft, ainsi que les partenaires industriels VDL Groep, Umicore, Solith, SOLVIONIC, Sidrabe, Leclanché, Gemmate Technologies et Powall.
Le projet s’est terminé en juin 2024, mais comme prochaine étape, les partenaires vont encore améliorer la technologie des batteries. Imec vise à continuer d’augmenter la densité d’énergie et de puissance des technologies de stockage d’énergie et à rechercher des matériaux cathodiques de nouvelle génération et des anodes lithium-métal par galvanoplastie.
Source: Imec
