Des chercheurs de l’UC San Diego créent une batterie à semi-conducteurs qui pourrait stimuler l’industrie de l’énergie

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En bref : Une équipe d’ingénieurs de l’UC San Diego a travaillé sur une batterie tout solide qui combine un électrolyte solide et une anode en silicium. La combinaison de ces composants augmente considérablement la densité de puissance, améliorant la durée de vie de la batterie et le temps de charge.

L’étude publiée par l’UC San Diego explique comment ce nouveau type de batterie à semi-conducteurs peut révolutionner certains domaines de l’industrie électrique grâce aux avantages qu’il apporte. En plus de charger plus rapidement et de durer plus longtemps, cette composition de batterie entièrement à l’état solide ne comprend pas de substances inflammables, de composés toxiques ou volatils, ni d’éléments rares, ce qui en fait une batterie plus sûre que la plupart des autres batteries.

Au lieu d’utiliser des anodes en graphite comme la plupart des autres technologies de batterie, la batterie développée par UC San Diego utilise une anode en silicium. Ce changement à lui seul permet à la batterie d’augmenter sa densité de puissance jusqu’à 10 fois, mais il soulève le problème de l’expansion et de la contraction lorsque la batterie est chargée et épuisée.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont commencé par éliminer le carbone et les liants couramment utilisés dans les anodes tout en silicium. De plus, ils ont opté pour une anode en micro-silicium au lieu d’une anode en nano-silicium, choisissant une solution moins traitée et moins chère. Enfin, ils ont remplacé l’électrolyte liquide par un électrolyte solide à base de sulfure pour augmenter la stabilité de l’anode.

« L’approche du silicium à l’état solide surmonte de nombreuses limitations des batteries conventionnelles. Elle présente des opportunités intéressantes pour nous de répondre aux demandes du marché en matière d’énergie volumétrique plus élevée, de coûts réduits et de batteries plus sûres, en particulier pour le stockage d’énergie sur le réseau », a déclaré Darren HS Tan.

Le prototype actuel de batterie tout solide est déjà prometteur. Il est capable de fournir 500 cycles de charge et de décharge tout en conservant 80% de sa capacité à température ambiante, mais la technologie devrait s’améliorer au fur et à mesure de son développement.

À l’heure actuelle, la nouvelle technologie de batterie est concédée sous licence à Unigrid, une start-up formée par Darren HS Tan, qui dirige également le projet de batterie. LG Energy Solutions collabore également à cette recherche par le biais de son programme d’innovation ouverte.

Les constructeurs automobiles comme BMW, Toyota et VW, entre autres, développent une technologie de batterie à semi-conducteurs pour leurs produits, mais ils ne sont pas les seuls. D’autres sociétés comme Qing Tao Energy Development Co et Sakuu travaillent également sur des batteries à semi-conducteurs.

Nous n’avons pas encore vu de produit alimenté par ce type de batterie, mais compte tenu des derniers développements, cela ne devrait pas tarder.

Crédit générique : Tyler Lastovich