La Chine trouve une solution pour surmonter la faiblesse des batteries au lithium

Drone en phase de test. Photo : Institut de chimie physique de Dalian

Selon Science Direct, le développement rapide de la mondialisation a considérablement accru la demande énergétique, favorisant ainsi la recherche de nouvelles sources d'énergie. Les batteries au lithium sont aujourd'hui les dispositifs de stockage d'énergie privilégiés, présents dans de nombreux secteurs, des drones aux véhicules électriques.

Malgré leur grand potentiel, les batteries au lithium présentent une faiblesse majeure à basse température. En fonctionnement dans des environnements à basse température, leurs performances, telles que leur capacité, leur puissance de sortie et leur durée de vie, sont considérablement réduites.

Des études montrent que la capacité des batteries peut être réduite de 12 % dans des environnements dont les températures sont inférieures à -40 °C. Il est à noter que 38 % du territoire chinois est susceptible de connaître des températures inférieures à -20 °C au cours de l'année, ce qui pose de nombreux défis aux batteries au lithium.

Le 16 mars, le Science and Technology Daily a rapporté qu'une équipe de chercheurs de l'Institut de physique chimique de Dalian, dirigée par Chen Zhongwei, a testé des batteries au lithium dans des drones volant à des températures extrêmement basses dans la ville de Mohe, dans la province du Heilongjiang, dans le nord-est de la Chine.

Le drone testé a fonctionné de manière fiable à des températures extrêmement basses, ouvrant de nouvelles perspectives pour les opérations aériennes extrêmes. En maintenant des performances stables à -36 °C, la batterie assure une alimentation électrique ininterrompue. Cela en fait une solution prometteuse pour des applications critiques telles que l'exploration polaire, la surveillance des frontières, les secours en cas de catastrophe et la logistique.

Durant le vol d'essai, le drone est resté stable et a répondu aux attentes en matière d'endurance malgré le froid. Il a satisfait à une série de critères, notamment un lancement rapide, un vol stationnaire à haute altitude et une navigation sur des itinéraires complexes. De plus, la batterie a conservé une capacité stable, sans chute ni perte de puissance inattendue dans des conditions de froid extrême.

Pour pallier la dégradation des batteries au lithium par temps extrêmement froid, l'équipe de recherche de l'Institut de chimie et de physique de Dalian a amélioré le dispositif en optimisant la formule de l'électrolyte et en modifiant le matériau de l'anode, élargissant ainsi considérablement la plage de températures de fonctionnement de la batterie. Ainsi, la nouvelle batterie peut fournir une alimentation continue dans une plage de températures allant de -40 °C à 50 °C.

De plus, les chercheurs ont amélioré l'autonomie de la batterie par temps froid grâce à une gestion thermique adaptative et une conception à impédance basse température. Ainsi, la perte de durabilité de la batterie à -40 °C est inférieure à 10 %, soit nettement supérieure à la moyenne actuelle de 30 à 50 %. Cela signifie que la nouvelle batterie pourrait aider les drones à effectuer des missions dans des zones froides et de haute altitude sans recharges fréquentes.

M. Chen Zhongwei a ajouté que l'équipe de recherche continuera d'améliorer les performances de la batterie et d'étendre l'application de cet appareil dans des environnements difficiles.