Des scientifiques sud-coréens conçoivent une batterie de véhicule électrique plus légère et à plus grande autonomie

Une équipe dirigée par les professeurs Jinwoo Lee et Hee-Tae Jung, du Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), en collaboration avec des chercheurs de l'université nationale de Kyungpook et du National NanoFab Center, a annoncé une avancée prometteuse dans la conception des batteries pour véhicules électriques. L'innovation repose sur une architecture sans anode : en supprimant l'anode conventionnelle en graphite, la batterie devient plus légère et plus compacte, ce qui libère de l'espace pour une densité énergétique plus élevée. Le problème récurrent des conceptions sans anode est que le lithium métallique se dépose de façon inégale pendant la charge, formant des excroissances destructrices en forme d'aiguilles appelées dendrites, qui réduisent la durée de vie de la batterie. L'équipe du KAIST a résolu ce problème en structurant le feuillard de cuivre du collecteur de courant avec des structures tubulaires microscopiques — chacune d'environ 300 nanomètres de diamètre et 150 nanomètres de hauteur — grâce à la lithographie par pulvérisation secondaire (SSL), une technique de précision empruntée à la fabrication des semi-conducteurs. Cette surface structurée offre environ quatre fois la surface de dépôt d'une feuille de cuivre plate, ce qui favorise un dépôt plus uniforme du lithium. Les chercheurs ont également appliqué un revêtement ultrafin de MXène de 10 nanomètres, qui agit comme une couche d'apprêt et favorise la formation d'une couche protectrice stable, riche en fluorure de lithium, pendant le fonctionnement de la batterie. Ensemble, ces caractéristiques permettent un dépôt uniforme du lithium et limitent la formation de dendrites, prolongeant ainsi la durée de vie utile de la batterie sans en augmenter sensiblement la taille ni le poids. Les co-premiers auteurs de l'étude sont les chercheurs du KAIST Eunji Kim, Hyunju Jung et Jinuk Kim. Les résultats ont été publiés en ligne le 1er septembre dans la revue scientifique internationale Advanced Functional Materials.