Récemment, des chercheurs chinois ont surmonté les limites de densité énergétique et de performance des batteries lithium-ion conventionnelles, développant des cellules souples avec une densité énergétique dépassant 600 wattheures/kg et des batteries modulaires d'une capacité de 480 wattheures/kg. Ces indicateurs de performance améliorent directement la densité énergétique et l'autonomie des batteries lithium-ion existantes d'un facteur de 2 à 3.

Avec le développement rapide de domaines émergents tels que les transports électriques, l'économie basse altitude, l'électronique grand public et les robots humanoïdes, la demande de batteries rechargeables à haute énergie et longue durée de vie devient de plus en plus pressante. La densité énergétique est une métrique centrale des batteries, et la façon de stocker plus d'énergie tout en réduisant poids et taille est un défi technique que les chercheurs du monde entier s'efforcent de relever.

Les batteries au lithium métal, avec leur densité énergétique théorique bien supérieure à celle des batteries lithium-ion classiques, sont considérées comme une technologie de batterie de nouvelle génération capable de résoudre les problèmes de performance et d'autonomie des batteries actuelles. Cependant, les conceptions actuelles d'électrolytes peinent à satisfaire simultanément les exigences d'amélioration de la production d'énergie et de la durée de vie des batteries.

Après des années de recherche innovante et de percées techniques, une équipe de recherche de l'Université de Tianjin et ses collaborateurs ont été les premiers à proposer un concept de conception "délocalisé" pour les électrolytes des batteries au lithium métal à haute énergie. Ce concept rompt avec la dépendance traditionnelle des conceptions d'électrolytes sur une structure de solvatation dominante, permettant à la fois d'améliorer la densité énergétique et les performances globales. Les résultats de la recherche ont été publiés le 13 août dans la revue académique internationale Nature.

Hu Wenbin, professeur à l'École des sciences et ingénierie des matériaux de l'Université de Tianjin et chef de l'équipe, a expliqué que grâce à cette innovation, l'équipe de recherche a atteint les objectifs de performance pour la batterie à haute densité énergétique "Battery600" et a réussi à réaliser la montée en échelle pour le pack de batteries à haute densité énergétique "Pack480", posant une base importante pour la future application des batteries au lithium métal. De plus, la technologie présente également une excellente stabilité cyclique et une grande sécurité.

Actuellement, en s'appuyant sur des plateformes nationales telles que la Plateforme d'innovation intégrée industrie-éducation pour les technologies de stockage d'énergie de l'Université de Tianjin et le Laboratoire clé national des matériaux fonctionnels en métaux précieux, l'équipe promeut activement la transformation technique et la validation d'application de ces résultats. Ils ont déjà mis en place une ligne de production pilote pour les batteries au lithium métal à haute énergie, qui ont été appliquées avec succès à trois modèles de mini-drones entièrement électriques en Chine, augmentant le temps de vol de 2,8 fois par rapport aux batteries existantes.

Il est rapporté que l'équipe maîtrise actuellement les technologies clés de toute la chaîne des batteries lithium à haute énergie, à savoir "matériaux-électrolyte-électrode-batterie". Toutes les matières premières et technologies clés sont maîtrisées de manière autonome, et l'équipe a la capacité de produire en masse avec une grande cohérence. La production devrait être entièrement lancée au second semestre de cette année.