Stanford : Nous avons réduit de 80 % le poids des collecteurs de courant dans les cellules lithium-ion. La densité d'énergie augmente de 16 à 26 %.

Des scientifiques de l'Université de Stanford et du Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) ont décidé de rétrécir les cellules lithium-ion pour réduire leur poids et ainsi augmenter la densité d'énergie stockée. Pour ce faire, ils ont retravaillé les couches de support vers l'extérieur : au lieu de larges feuilles de cuivre ou d'aluminium, ils ont utilisé des bandes étroites de métal, complétées par une couche de polymère.

Densité d'énergie plus élevée en Li-ion sans coûts d'investissement élevés

Chaque cellule Li-ion est un rouleau composé d'une couche de charge-décharge/décharge, d'une électrode, d'un électrolyte, d'une électrode et d'un collecteur de courant dans cet ordre. Les parties extérieures sont en feuille de métal en cuivre ou en aluminium. Ils permettent aux électrons de quitter la cellule et d'y retourner.

Les scientifiques de Stanford et du SLAC ont décidé de se concentrer sur les collectionneurs, car leur poids représente souvent plusieurs dizaines de pour cent du poids de l'ensemble du maillon. Au lieu de feuilles de cuivre, ils ont utilisé des films polymères avec des bandes de cuivre étroites. Il s'est avéré qu'il était possible de réduire le poids des collecteurs jusqu'à 80 % :

La cellule lithium-ion cylindrique classique est un long rouleau composé de plusieurs couches. Des scientifiques de Stanford et du SLAC ont réduit les couches qui collectent les charges et les conduisent - les collecteurs de courant. Au lieu de feuilles de cuivre, ils ont utilisé des feuilles de polymère-cuivre enrichies de produits chimiques ininflammables (c) Yusheng Ye / Université de Stanford

Ce n'est pas tout : des composés chimiques peuvent être ajoutés au polymère qui empêchent l'inflammation, puis la plus faible inflammabilité des éléments s'accompagne d'un poids plus faible :

Stanford : Nous avons réduit le poids des pantographes lithium-ion de 80 %. La densité énergétique augmente de 16 à 26 pour cent.

Inflammabilité d'une feuille de cuivre utilisée dans une pile lithium-ion classique et un collecteur développé par des chercheurs américains (c) Yusheng E / Stanford University

Les chercheurs disent que les collecteurs recyclés peuvent augmenter la densité d'énergie gravimétrique des cellules de 16 à 26 % (= 16 à 26 % d'énergie en plus pour la même unité de masse). Cela signifie que une batterie de même taille et de même densité d'énergie peut être 20 % plus légère que le courant.

Des tentatives ont été faites dans le passé pour optimiser le réservoir, mais leur modification a conduit à des effets secondaires inattendus. Les cellules sont devenues instables ou un électrolyte plus [coûteux] était nécessaire. La variante développée par les scientifiques de Stanford ne semble pas poser de tels problèmes.

Ces améliorations font partie des premières recherches, alors ne vous attendez pas à ce qu'elles arrivent sur le marché avant 2023. Cependant, ils semblent prometteurs.

Il faut ajouter que Tesla a aussi une idée intéressante pour collecter la charge des couches métalliques. Au lieu d'utiliser de fines lamelles de cuivre sur toute la longueur du rouleau et de ne les faire sortir qu'à un seul endroit (au milieu), il les fait immédiatement ressortir grâce au bord coupé superposé. Cela fait que les charges se déplacent sur une distance beaucoup plus petite (résistance !), Et le cuivre fournit un transfert de chaleur supplémentaire vers l'extérieur :

Stanford : Nous avons réduit le poids des pantographes lithium-ion de 80 %. La densité énergétique augmente de 16 à 26 pour cent.