Révolutionner les véhicules électriques : les batteries à l’état solide de nouvelle génération pourraient doubler l’autonomie.
Dans une avancée révolutionnaire, une équipe de chercheurs, dont ceux de l’Université de Kyoto et de Toyota Motor Corporation, a dévoilé une nouvelle technologie de batteries à l’état solide qui promet d’améliorer significativement les performances des véhicules électriques en doublant potentiellement leur autonomie d’ici 2035.
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Un bond en avant dans la technologie des batteries
Les batteries traditionnelles fonctionnent grâce au déplacement d’ions entre les électrodes positive et négative. En général, les batteries lithium-ion ne peuvent libérer qu’un électron par atome, mais le nouveau matériau d’électrode positive “nitrure de cuivre” développé permet d’extraire trois électrons par atome d’azote. Cette percée triple la capacité par volume par rapport aux batteries lithium-ion actuelles et double la capacité par poids.
La science du nitrure de cuivre
La clé de cette avancée innovante réside dans l’utilisation de l’azote dans la réaction de l’électrode avec les ions fluorure. Cette interaction permet d’extraire plusieurs électrons de chaque atome d’azote, augmentant significativement la capacité de stockage et la densité énergétique des batteries. Le professeur Yoshiharu Uchimoto de l’Université de Kyoto souligne la nouveauté d’utiliser des ions négatifs tels que l’azote dans les réactions de batterie, mettant en avant sa fascination scientifique.
Batteries à l’état solide : une nouvelle ère
Ce développement s’inscrit dans le cadre d’une transition plus large vers les batteries à l’état solide, connues pour leurs performances supérieures aux options lithium-ion classiques. L’assemblage complet de ces batteries nécessite non seulement l’électrode positive innovante, mais aussi un nouveau type d’électrode négative et un électrolyte solide. Les recherches se poursuivent afin d’optimiser ces composants pour des applications futures.
Implications pour les véhicules électriques
Les répercussions de cette technologie sont profondes pour l’industrie des véhicules électriques. L’utilisation de ces nouvelles batteries à l’état solide pourrait augmenter l’autonomie des EV, passant d’une moyenne de 375 miles (environ 603 km) à environ 750 miles (environ 1207 km) avec une seule charge. Cette amélioration répond à l’une des principales limites de la technologie EV actuelle — l’angoisse de l’autonomie — et pourrait considérablement stimuler l’adoption des véhicules électriques par les consommateurs.
Recherche collaborative et développement
Les recherches ont été menées en collaboration par plusieurs institutions prestigieuses, dont l’Université de Tokyo, l’Université de Hyogo, l’Université de Tohoku et l’Université de Science de Tokyo, en plus de l’Université de Kyoto et de Toyota. Les résultats ont été publiés dans le Journal of the American Chemical Society, marquant une étape importante dans la recherche sur les batteries.
Perspectives d’avenir
Regardant vers l’avenir, les chercheurs visent à commercialiser cette technologie pour une utilisation dans les véhicules électriques d’ici 2035. Au fur et à mesure que le développement progresse, le potentiel de ces batteries pour transformer le marché des véhicules électriques est immense, promettant un futur où les EV pourront parcourir de plus longues distances avec des temps de charge plus courts, les rendant plus pratiques pour un usage quotidien et pour les longs trajets.
Cette nouvelle technologie de batteries à l’état solide représente non seulement un bond en avant majeur dans les solutions de stockage d’énergie, mais marque également une étape significative vers une technologie de véhicules électriques durable et efficace qui pourrait révolutionner l’industrie automobile.
Source : J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 7, 5649–5657
https://doi.org/10.1021/jacs.4c12391
