Des cellules lithium métal de labo atteignent 602,5 Wh/kg

Une cellule pouch de 10 Ah a franchi un seuil important pour l’aviation : Tianmushan Lab et l’Université Tsinghua annoncent une densité énergétique de 602,5 Wh/kg pour une batterie lithium métal testée en laboratoire. Publié dans Nature Communications, ce résultat vise les drones et les aéronefs électriques à décollage et atterrissage verticaux, dont l’autonomie est limitée par l’énergie que leurs batteries peuvent emmagasiner.

Les chercheurs ont modifié l’électrolyte, le matériau qui transporte les ions lithium entre les électrodes de la batterie. Leur additif crée un mince film protecteur sur la cathode lors des cycles à haute tension et une interface stable sur l’anode en lithium métal. L’objectif est double : réduire les dommages subis par la cathode et supprimer les dendrites de lithium, des formations en forme d’aiguilles susceptibles d’accroître les risques pour la sécurité, tout en améliorant le transport des ions lithium.

Les performances dépendent de la cathode associée à l’anode en lithium métal. Avec des cathodes ternaires à forte teneur en nickel, les cellules ont atteint 550,7 Wh/kg et conservé 80 % de leur capacité après 180 cycles. Avec des cathodes à base de manganèse riches en lithium, l’énergie spécifique réversible est montée à 602,5 Wh/kg, soit plus de 50 % au-dessus de celle des batteries de puissance actuellement courantes, selon le rapport.

Ce résultat est important, car les batteries lithium commerciales utilisant des anodes en graphite approchent leur limite théorique de densité énergétique, estimée à environ 350 Wh/kg, selon les chercheurs. Une plus grande quantité d’énergie pour une même masse de batterie pourrait à terme offrir davantage d’autonomie aux drones et aux appareils eVTOL, mais la technologie reste au stade de la recherche en laboratoire et doit encore être mise à l’échelle avant une application commerciale à grande échelle.

Qu’est-ce que cela change concrètement ? Pour l’instant, rien pour l’acheteur : les cellules restent au stade de la recherche en laboratoire, et l’équipe indique que de nouvelles itérations techniques sont nécessaires avant une application commerciale à grande échelle. Ce résultat ouvre toutefois une piste pour résoudre le compromis entre densité énergétique, durée de vie en cycles et sécurité qui complique depuis longtemps le développement des batteries lithium métal.