Des batteries recyclables pour les voitures du futur
Les batteries lithium-ion à l'état solide sont les batteries de l'avenir. Leur production en série est toutefois encore trop co?teuse. Le spin-off de l'ETH Eightinks développe une technologie de fabrication pour la production de masse de nouveaux matériaux et designs de batteries. L'objectif est non seulement de rendre la technologie évolutive, mais aussi de mettre en place une économie circulaire complète pour les batteries.
Si nous pensons à notre mobilité dans 10 ans, nous imaginons des véhicules électriques et donc un véhicule équipé d'une batterie. Les batteries des futures voitures ne seront toutefois plus comparables à celles d'aujourd'hui, car les matériaux et technologies actuellement utilisés dans les batteries lithium-ion conventionnelles atteignent leurs limites en termes de performances. De nouveaux matériaux et surtout des batteries à l'état solide sont demandés et font l'objet d'une recherche et d'un développement intensifs.
Les batteries à l'état solide ont l'avantage d'être plus s?res en raison de l'absence de liquide facilement inflammable. De plus, elles permettent d'utiliser des matériaux à plus haute densité énergétique, ce qui permet des couches plus fines et donc une charge plus rapide. Il en résulte également un poids plus faible, ce qui rend les batteries à l'état solide encore plus attrayantes. Mais : pour le moment, les co?ts élevés et l'évolutivité pour leur fabrication constituent un défi.
Le spin-off de l'ETH Eightinks relève ce défi et va encore plus loin. En plus de l'évolutivité à moindre co?t, ils visent avec leur technologie une économie circulaire complète pour les batteries lithium-ion à l'état solide.
Technologie brevetée
Les batteries lithium-ion actuelles sont traditionnellement fabriquées selon le procédé "slot-die-coating" : L'électrode est revêtue sur une feuille métallique (collecteur de courant). L'ancien Pioneer Fellow Dr Paul Baade d'Eightinks a développé et fait breveter à l'ETH une technologie de revêtement avec le procédé "Curtain Coating". Cette technique permet d'appliquer simultanément plusieurs couches plus fines. Appliqué aux batteries à l'état solide, cela signifie que la cathode et l'électrolyte à l'état solide peuvent être revêtus en une seule application. ? long terme, il est même envisageable d'appliquer toutes les couches fonctionnelles de la batterie en une seule étape, ce qui permettrait de réduire encore les co?ts et d'améliorer la qualité.
Le procédé d'Eightinks offre des avantages décisifs dans la production :
- ?paisseur du revêtement : 10 micromètres ou des couches encore plus fines sont possibles à vitesse égale pour une capacité de charge rapide améliorée et une densité énergétique élevée.
- Conception du revêtement : la structuration des électrodes et l'intégration des couches limites optimisent la conception de la batterie pour les matériaux utilisés.
- Débit de production : un revêtement 10 fois plus rapide qu'auparavant est possible avec une réduction substantielle des co?ts de production.
- Compatibilité : la technologie peut être intégrée dans des installations de production existantes et est compatible avec les matériaux actuels. Si ceux-ci devaient changer à l'avenir, la technologie est suffisamment flexible pour s'adapter, car elle ne dépend pas d'un matériau particulier.
La durabilité gr?ce à l'économie circulaire
Pour des raisons de co?ts, seuls 5% environ des piles sont actuellement recyclées. Seules les matières premières chères, comme le cobalt, valent la peine d'être recyclées. Eightinks développe toutefois ses batteries lithium-ion à l'état solide avec l'objectif clair d'une économie circulaire complète. Pour cela, Eightinks vise le recyclage direct, c'est-à-dire qu'il doit être possible d'extraire directement les différentes particules des batteries et de les réutiliser, au lieu de tout fondre pour ensuite filtrer les différents composants. Une étape supplémentaire est ainsi éliminée, ce qui rend le recyclage de la batterie beaucoup plus efficace en termes d'énergie et de co?ts. La technologie nécessaire à cet effet est en cours de développement.
Des tests réussis en laboratoire
Actuellement, Eightinks est en cours de développement. Fondés en décembre dernier, ils sont officiellement spin-off de l'ETH depuis juin et sont en train de mettre en place leur propre laboratoire. En étroite collaboration avec le fabricant de têtes de revêtement TSE Troller et le groupe Bühler pour les mélangeurs, ils perfectionnent leur procédé. Parallèlement, ils sont également intéressés par des partenariats de matériaux afin de pouvoir effectuer des tests approfondis. Eightinks entrevoit plusieurs possibilités pour l'avenir - de l'octroi de licences pour sa technologie, la fabrication d'électrodes sur commande, jusqu'à la production propre de batteries lithium-ion à l'état solide.
Le Dr Paul Baade sera l'orateur de l'édition de cette année du Journée de l'industrie de l'ETH le 6 septembre sur le H?nggerberg et se réjouit, avec son équipe, d'accueillir des visiteurs intéressés sur son stand.site externeInscrivez-vous dès aujourd'hui.!
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