Des chercheurs de l’Université du Michigan ont dévoilé une avancée technique qui pourrait changer la donne pour les véhicules électriques en hiver. Leur objectif : éliminer les ralentissements de recharge lorsque les températures chutent sous zéro, un problème régulièrement pointé du doigt par les utilisateurs.
L’autonomie réduite et les temps de charge allongés par temps froid sont des critiques fréquentes adressées aux voitures électriques. Ces limitations proviennent en grande partie de la chimie même des batteries lithium-ion. À basse température, le mouvement des ions lithium est ralenti, ce qui freine à la fois la décharge (la puissance disponible) et la recharge. Jusqu’à présent, les tentatives pour améliorer l’autonomie passaient par l’épaississement des électrodes. Mais plus l’électrode est épaisse, plus il est difficile pour les ions de la traverser rapidement, surtout par temps froid.
Une double innovation pour des batteries plus efficaces
L’équipe dirigée par Neil Dasgupta, professeur associé à l’université, a mis au point une approche combinée. Elle repose sur deux éléments clés :
Des électrodes sculptées au laser : en créant de minuscules canaux de 40 microns dans l’anode en graphite, les chercheurs facilitent la circulation des ions à l’intérieur de la batterie, même dans les zones épaisses. Cela réduit considérablement le temps nécessaire pour recharger.
Un revêtement nanométrique en verre : la seconde innovation vise la couche dite SEI, qui se forme naturellement entre l’électrode et l’électrolyte. Très résistante à basse température, cette couche ralentit les échanges ioniques et favorise la formation de lithium métallique, ce qui détériore la batterie. En appliquant une couche artificielle de 20 nanomètres à base de borate-carbonate de lithium, l’équipe a permis un transport ionique plus fluide, même par -10 °C.
Des résultats encourageants pour la recharge rapide en hiver
Les tests ont montré une recharge cinq fois plus rapide à -10 °C, sans perte notable de capacité. Après 100 cycles de charge rapide à froid, les batteries conservent encore 97 % de leur capacité initiale. Selon Dasgupta, cette méthode pourrait être intégrée dans les lignes de production existantes, sans besoin de repenser entièrement les usines. Une startup, Arbor Battery Innovations, a déjà commencé à travailler à la commercialisation de cette technologie.
En janvier 2024, la vague de froid qui a touché une grande partie de l’Amérique du Nord a mis en évidence les limites actuelles des véhicules électriques en hiver. Cette innovation pourrait répondre aux inquiétudes des consommateurs et encourager l’adoption, en particulier dans les régions soumises à des hivers rigoureux.
