La nouvelle conception de la batterie au lithium-ion permet de recharger les véhicules électriques en seulement 10 minutes

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La nouvelle conception de la batterie au lithium-ion permet de recharger les véhicules électriques en seulement 10 minutes

Par Good News Network - 1 novembre 2019

Les propriétaires de véhicules électriques pourraient bientôt pouvoir se garer dans une station-service, brancher leur voiture, aller aux toilettes, prendre une tasse de café et en 10 minutes, sortir avec une batterie complètement chargée, selon une équipe d'ingénieurs.

'Nous avons démontré que nous pouvons recharger un véhicule électrique en dix minutes sur une portée de 200 à 300 miles', a déclaré Chao-Yang Wang, professeur de génie chimique et professeur de science des matériaux et d'ingénierie. «Et nous pouvons le faire en maintenant 2 500 cycles de charge, soit l'équivalent d'un demi-million de kilomètres de trajet.»

Les batteries au lithium-ion se dégradent lorsqu'elles sont rapidement chargées à des températures ambiantes inférieures à 50 degrés Fahrenheit car, au lieu que les ions lithium soient insérés en douceur dans les anodes en carbone, le lithium se dépose en pointes sur la surface de l'anode. Ce placage au lithium réduit la capacité des cellules, mais peut également provoquer des pointes électriques et des conditions de batterie dangereuses.

Les batteries chauffées au-dessus du seuil de placage au lithium, que ce soit par chauffage externe ou interne, ne présenteront pas de placage au lithium.

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Les chercheurs avaient précédemment développé leur batterie pour charger à 50 degrés F en 15 minutes. Une charge à des températures plus élevées serait plus efficace, mais de longues périodes de chaleur élevée dégradent également les batteries.

'La recharge rapide est la clé pour permettre une large introduction des véhicules électriques', a déclaré Wang.

Wang et son équipe ont réalisé que si les batteries pouvaient chauffer jusqu'à 140 degrés F pendant seulement 10 minutes puis refroidir rapidement à la température ambiante, des pointes de lithium ne se formeraient pas et la dégradation de la chaleur de la batterie ne se produirait pas non plus. Ils rendent compte de leurs résultats dans le numéro de cette semaine de Joule.

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'Amener cette batterie à l'extrême de 60 degrés Celsius (140 degrés F) est interdit dans l'arène de la batterie', a déclaré Wang. «Il est trop élevé et considéré comme un danger pour les matériaux et raccourcirait considérablement la durée de vie de la batterie.»

Le refroidissement rapide de la batterie serait accompli en utilisant le système de refroidissement conçu dans la voiture, a expliqué Wang. La grande différence de 140 degrés à environ 75 degrés F contribuera également à augmenter la vitesse de refroidissement.

'La tendance de 10 minutes est pour l'avenir et est essentielle pour l'adoption des véhicules électriques car elle résout le problème d'anxiété d'autonomie', a déclaré Wang.

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Ajoutant à la réduction de l'anxiété d'autonomie - la peur de manquer de courant sans moyen ni temps pour se recharger - sera, selon Reuters, la création de 2800 bornes de recharge aux États-Unis, financées par la pénalité de plus de 2 milliards de dollars payée par Volkswagen après avoir admis aux émissions diesel tricherie. Ces bornes de recharge seront situées dans 500 emplacements.

La batterie auto-chauffante utilise une mince feuille de nickel avec une extrémité attachée à la borne négative et l'autre s'étendant à l'extérieur de la cellule pour créer une troisième borne. Un capteur de température attaché à un interrupteur fait circuler des électrons à travers la feuille de nickel pour compléter le circuit. Cela chauffe rapidement la feuille de nickel grâce au chauffage par résistance et réchauffe l'intérieur de la batterie.

Le département américain de l'Énergie a soutenu ce travail.

Réimprimé de Penn State University

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