Un nouvel électrolyte résistant au froid pourrait potentiellement doubler l'autonomie des batteries des véhicules électriques.

Les Marcheurs Blancs ou "Hommes des neiges" ne peuvent pas avoir de véhicules électriques. Non pas parce qu'ils sont des zombies sans vie incapables de conduire, mais parce que le froid extrême du Grand Nord affecterait gravement les batteries au lithium. De plus, la région est très vaste, et les véhicules électriques tomberaient probablement en panne de batterie avant d'avoir parcouru une bonne partie de ses 1 770 kilomètres. Des scientifiques chinois ont peut-être trouvé la solution à ces deux problèmes grâce à un nouvel électrolyte pour batteries au lithium qui résiste aux basses températures et pourrait doubler l'autonomie des véhicules électriques.

Une équipe conjointe de chercheurs de l'Université Nankai de Tianjin et de l'Institut des sources d'énergie spatiale de Shanghai (SISP) a mis au point un électrolyte à base d'hydrofluorocarbone qui améliore considérablement les performances des batteries au lithium. D'après le South China Morning Post , ce nouvel électrolyte double la densité énergétique des batteries actuelles à température ambiante, ce qui signifie que des batteries de même taille peuvent avoir une durée de vie deux fois plus longue !

Les chercheurs affirment également que le nouvel électrolyte reste stable par grand froid, permettant aux batteries de fonctionner parfaitement à des températures aussi basses que -70 ºC, soit plus de 2,5 fois la température de votre réfrigérateur.

Les batteries chimiques, comme les batteries au lithium, utilisent un électrolyte – un milieu chimique qui permet aux ions de circuler entre les électrodes positive et négative, convertissant ainsi l'énergie chimique stockée en courant électrique. Dans les batteries au lithium, l'électrolyte est généralement composé d'azote et d'oxygène, principalement en raison de son efficacité à dissoudre les sels de lithium.

Cependant, ces électrolytes sont sensibles aux températures de fonctionnement . Le froid augmente la viscosité et ralentit la mobilité des ions, réduisant ainsi l'efficacité du transfert de charge. Dans ce cas, la batterie délivre moins de puissance, met plus de temps à se charger et perd en capacité utile, offrant une autonomie inférieure à celle que son énergie stockée laisserait supposer. C'est pourquoi les batteries au lithium semblent se détériorer rapidement par grand froid. Dans certaines conditions, comme lors de la charge de la batterie à une température inférieure à 0 °C, des dommages permanents peuvent survenir.

Dans l'étude publiée dans Nature , les chercheurs expliquent comment leur solution, des électrolytes synthétisés à base d'hydrofluorocarbone (hydrogène, fluor et carbone), résout ce problème dans les batteries au lithium. Cet électrolyte résistant au froid offre une meilleure stabilité et une viscosité réduite à basse température, permettant ainsi aux batteries de fonctionner efficacement jusqu'à -70 °C.

Une autre caractéristique remarquable de l'électrolyte est sa densité énergétique, c'est-à-dire la quantité de charge qu'il peut stocker par unité de masse. Dans cette étude, l'équipe a créé des cellules lithium-métal de type poche atteignant une densité énergétique de 317 wattheures par livre (Wh/lb) à température ambiante. Ces cellules conservaient une densité de 181 Wh/lb à -46 °C.

À titre de comparaison, les batteries au lithium classiques, comme celles utilisées dans les véhicules électriques Tesla, présentent une densité énergétique de 73 à 136 Wh/lb à température ambiante. Cette valeur est réduite de plus de moitié lorsque la température descend à -20 °C.

Techniquement parlant, l'électrolyte mis au point par le chercheur pourrait tripler l'autonomie de certains véhicules électriques ayant la même capacité de batterie !

« À masse égale de batterie au lithium, la capacité de stockage d'énergie à température ambiante est multipliée par deux ou trois », a déclaré Li Yong, auteur de l'étude et chercheur au SISP.

Au-delà de l'industrie automobile, cette avancée pourrait avoir des répercussions considérables sur de nombreux secteurs et sur notre vie quotidienne. On parle ici de drones, de robots, de smartphones et d'appareils électroniques grand public dont l'autonomie serait doublée tout en conservant leur efficacité même par grand froid.

Les robots de recherche opérant en Antarctique pourraient fonctionner de manière fiable, tandis que les véhicules d'exploration sous-marine pourraient considérablement étendre leur rayon d'action. De même, les satellites et les engins spatiaux, soumis à des variations de température extrêmes en orbite, bénéficieraient de systèmes d'alimentation plus stables et prévisibles. Et la liste est loin d'être exhaustive.

Avant de nous emballer, il est important de préciser que les électrolytes ne sont pas encore totalement adaptés à toutes les conditions climatiques. L'équipe a constaté que la stabilité de l'électrolyte à haute température nécessite encore des améliorations. Si elle parvient à augmenter son point d'ébullition, nous pourrions disposer d'une solution véritablement tous climats.

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10210-6?utm_source=researchgate.net&utm_medium=article