Le récent brevet US20250357544 déposé par Tesla et mené par le célèbre chercheur en batteries Jeff Dahn révèle une percée significative dans la chimie des batteries, promouvant une longévité accrue pour les batteries au lithium-ion. Cette innovation pourrait bien bouleverser l’industrie automobile.
Un électrolyte liquide innovant
L’innovation centrale du brevet introduit un nouveau type d’électrolyte liquide. Ce développement est crucial pour prolonger la durée de vie des batteries lithium-ion, surtout lorsqu’elles sont exposées à des conditions extrêmes que beaucoup de véhicules actuels jugent très stressantes.
En effet, les batteries actuelles souffrent de dégradations rapides sous des tensions élevées (par exemple, 4,3V) et des températures extrêmes (70°C–85°C). Cela entraîne une dégradation de l’électrolyte, une accumulation dangereuse de gaz et une perte rapide d’autonomie. La solution de Tesla propose une approche chimique entièrement nouvelle pour résoudre ces problèmes.
Les secrets moléculaires révélés
Le brevet met en avant de nouveaux composés « dicarbonate » définis par une structure moléculaire unique. Les deux versions clés, DMOHC et DEOHC, agissent comme un chemin liquide pour le déplacement des ions entre les pôles de la batterie.
Ces solvants nouveaux sont associés à un sel spécifique, le LiFSI, au lieu du commun LiPF6. Ce sel se dissout plus rapidement et crée un mélange résistant à la chaleur.
Améliorer la viscosité
Un inconvénient de ces solvants, notamment le DMOHC, est leur viscosité élevée, ce qui ralentit la circulation des ions. Pour pallier ce problème, il est mélangé avec des solvants plus fluides comme le Carbonate de Diméthyle (DMC). Tesla a identifié que des mélanges spécifiques (par exemple, 40 % de solvant nouveau / 60 % de solvant standard) maintiennent une fluidité optimale tout en conservant les avantages de résistance thermique.
Un processus de fabrication prometteur
La conception de ces solvants semble relativement simple. Elle débute avec des ingrédients courants et peu coûteux, comme l’alcool éthylique (éthylène glycol) et de la pyridine. L’addition progressive de chlorure de méthyle engendre la structure carbonate finale avec un bon rendement.
Un obstacle demeure dans le processus puisque la méthode actuelle de purification doit passer d’une chromatographie en colonne à distillation continue pour une production massive.
Performance et durabilité améliorées
La performance des batteries utilisant le DMOHC est tout simplement remarquable. Contrairement aux batteries standards qui perdent environ 10 à 15 % de capacité sous stress thermique, les cellules riches en nickel ont préservé plus de 99 % de leur capacité après 3 500 heures de cycles continus à 70°C.
En termes de sécurité, cette innovation minimise efficacement les générateurs de gaz, réduisant ainsi les risques de gonflement et d’explosion des cellules des batteries.
Implications pour l’avenir des véhicules
Le potentiel du « Million Mile Battery » est éclatant. Destiné à alimenter des Robotaxis et des camions commerciaux, il pourrait transformer les technologies de transport autonome grâce à sa capacité de résistance aux conditions extrêmes.
Cette avancée pourrait également simplifier les systèmes de refroidissement des véhicules, rendant possibles des conceptions plus légères et moins coûteuses.
Les implications immédiates pour Tesla comprennent des temps de chargement réduits lors de l’utilisation des Superchargers et un fonctionnement plus fiable dans les climats chauds, augmentant ainsi la valeur de revente des véhicules.
En somme, si ces résultats de laboratoire se concrétisent dans la production massive, Tesla pourrait maintenir son avance technologique dans le domaine des transports électriques pour les décennies à venir.
