[Analyse SMM] Des scientifiques chinois repoussent la limite de durée de vie des batteries au lithium, offrant une "seconde vie" aux batteries usagées avec une seule injection

SMM, 15 février :

Aux premières heures du 13 février, heure de Pékin, la revue internationale de premier plan *Nature* a publié une réalisation de recherche révolutionnaire de l'équipe de Huisheng Peng et Yue Gao de l'Université Fudan en tant qu'article de couverture. Grâce à une technologie innovante de type "médecine de précision", ils ont réussi à réaliser une avancée majeure en prolongeant la durée de vie des batteries lithium de 10 à 100 fois par rapport au niveau initial, ce qui pourrait potentiellement remodeler le paysage mondial de l'industrie des nouvelles énergies.

Briser un goulot d'étranglement industriel centenaire
Depuis leur création en 1990, les batteries lithium traditionnelles sont limitées par une durée de vie de 6 à 8 ans. Le problème central réside dans l'épuisement progressif des ions lithium actifs dans le matériau cathodique au cours des cycles de charge et de décharge. Une fois que la perte d'ions lithium atteint un seuil critique, la batterie devient inutilisable, même si les autres composants restent intacts. Cela entraîne des dizaines de milliers de tonnes de batteries en fin de vie chaque année, causant non seulement un gaspillage de ressources mais aussi de graves défis environnementaux.

L'équipe de Fudan a proposé une solution innovante basée sur une "pensée médicale" : à l'image de l'injection d'un stimulant dans un organe défaillant, ils ont développé une méthode pour injecter un "agent moléculaire" spécialement formulé dans les batteries usagées afin de reconstituer précisément les ions lithium perdus. Cette molécule porteuse, le trifluorométhanesulfonate de lithium (CF3SO2Li), permet aux batteries de conserver 96 % de leur capacité initiale même après des dizaines de milliers de cycles de charge-décharge, prolongeant révolutionnairement la durée de vie des cycles de 500-2 000 cycles actuels à 12 000-60 000 cycles.

L'IA au service de la révolution du design moléculaire
Pour concrétiser ce concept, l'équipe de recherche s'est éloignée des paradigmes scientifiques traditionnels en intégrant de manière créative l'intelligence artificielle à la technologie électrochimique organique. En construisant un modèle numérique englobant plus de dix paramètres clés, tels que l'activité électrochimique, la tension de décomposition et la stabilité, ils ont utilisé l'apprentissage automatique non supervisé pour sélectionner les porteurs idéaux dans une vaste base de données moléculaires. Après quatre ans de R&D, la molécule porteuse de lithium a non seulement démontré des performances exceptionnelles, mais a également maintenu son coût à moins de 10 % du coût total de la batterie, montrant un potentiel commercial significatif.

Redéfinir le plan de l'écosystème industriel
Cette percée technologique apporte trois changements révolutionnaires : réaliser pour la première fois une réparation non destructive des batteries, ouvrir un nouveau modèle d'"économie circulaire" ; briser la règle traditionnelle selon laquelle les matériaux cathodiques doivent contenir du lithium, ouvrant la voie à la R&D de batteries vertes et respectueuses de l'environnement ; et renverser l'approche conventionnelle de mise au rebut et de recyclage des batteries. L'équipe de recherche a déjà lancé une préparation à grande échelle et établi des collaborations approfondies avec des entreprises mondiales leaders dans le domaine des batteries.

"Ce n'est pas seulement une avancée technologique, mais une reconstruction de l'écosystème industriel", a déclaré le professeur Huisheng Peng. "À l'avenir, avec un entretien régulier de type 'vaccin', la durée de vie des batteries pourrait connaître une croissance exponentielle, répondant fondamentalement au gaspillage des ressources et à la pollution environnementale." Alors que l'industrialisation de cette technologie s'accélère, l'industrie mondiale des nouvelles énergies devrait connaître des changements transformateurs au cours de la prochaine décennie.

Équipe de recherche sur les nouvelles énergies de SMM

Cong Wang 021-51666838

Rui Ma 021-51595780

Disheng Feng 021-51666714

Ying Xu 021-51666707

Yanlin Lü 021-20707875

Yujun Liu 021-20707895

Xiaodan Yu 021-20707870

Zhicheng Zhou 021-51666711

He Zhang 021-20707850