Après avoir déterminé l’orientation du développement des batteries au lithium, les scientifiques ont commencé à faire des efforts dans le domaine des batteries au lithium. En conséquence, des batteries au lithium de plus petite taille et de plus grande densité sont apparues les unes après les autres.

Cependant, à l’heure actuelle, la batterie est toujours appelée batterie au lithium, et non batterie lithium-ion.
Bien que les batteries au lithium soient bonnes, leur inconvénient réside dans la nature hautement réactive du lithium, ce qui les rend sujettes aux explosions et à la combustion spontanée, ce qui soulève des inquiétudes quant à la sécurité. À cette époque, sur dix batteries au lithium, huit d’entre elles étaient sujettes à une combustion spontanée. Tenir une pile au lithium, c’était comme tenir une bombe en feu, ce qui était extrêmement dangereux.
Dans le cadre du processus deProblèmes de sécuritédes batteries au lithium, un scientifique est apparu comme une figure éminente, et c’était John Goodenough, souvent appelé le « père de la batterie lithium-ion ».
Goodenough a développé avec succès une méthode pour décomposer le lithium métallique en un état ionique, permettant aux ions lithium de faire la navette entre les électrodes positives et négatives pendant le processus de charge et de décharge. En raison de l’absence de lithium métallique et de la présence uniquement d’ions lithium pendant le cycle de charge-décharge, la sécurité de la batterie a été considérablement améliorée. Ce type de batterie est connu sous le nom de batterie lithium-ion.
Par rapport aux batteries au lithium traditionnelles, le plus grand avantage des batteries lithium-ion est en effet leur sécurité améliorée, avec une probabilité de combustion spontanée ne se produisant que dans de rares cas, estimée à environ une sur dix mille. Cependant, en raison des graves incidents d’incendies de batteries au lithium dans le passé, les entreprises occidentales étaient réticentes à adopter cette invention lorsque les batteries lithium-ion ont été introduites.
Le premier pays à adopter la technologie des batteries lithium-ion a en effet été le Japon. Dans les années 1980, les produits électroniques japonais dominaient le marché international et il y avait un besoin pressant de faire progresser la technologie des batteries. En tant que l’une des entreprises les plus puissantes du Japon, Sony Corporation a adopté la technologie des batteries lithium-ion de John Goodenough.
En effet, avec l’introduction des batteries lithium-ion, elles ont été largement acclamées, et Sony est rapidement devenu un acteur dominant dans l’industrie des batteries.
En 1997, John Goodenough a développé un nouveau type de batterie lithium-ion connue sous le nom de batterie au lithium fer phosphate (LiFePO4). Cette batterie, une fois introduite, a rapidement attiré l’attention pour sa stabilité et son faible coût, ce qui en fait un choix de premier plan pour les applications à grande échelle. Il est progressivement devenu l’un des principaux types de batteries utilisés dans les véhicules à énergie nouvelle.
Les contributions de Goodenough à la recherche sur les batteries lithium-ion, y compris le développement de la batterie LiFePO4, ont été reconnues lorsqu’il a reçu le prix Nobel de chimie en 2019.
Bien que les batteries lithium-ion dominent actuellement le marché de l’électronique grand public, la technologie lithium-ion n’est pas le summum du développement des batteries. Il est encore possible d’améliorer la sécurité et la densité énergétique.
Les entreprises chinoises de batteries ont fait des progrès significatifs dans l’exploration de ces domaines.
Pour augmenter l’autonomie des véhicules électriques, il existe actuellement deux approches principales. La première méthode consiste simplement à augmenter la capacité de la batterie. Plus la batterie est grande, plus l’autonomie est longue. Cependant, cette approche entraîne une augmentation du poids, des coûts plus élevés et des problèmes de sécurité. En réponse à ces défis, BYD (Build Your Dreams) a développé des batteries à lames.
Les batteries Blade, développées par BYD, utilisent l’innovation structurelle en allongeant les cellules de batterie pour augmenter leur longueur. Le boîtier de la batterie lui-même fournit un support structurel à la batterie, améliorant ainsi la densité énergétique tout en assurant la sécurité.
La deuxième approche, telle qu’on la voit dans le parcours technologique de Tesla, se concentre sur l’optimisation logicielle. En utilisant des systèmes de contrôle électronique intelligents, Tesla optimise l’allocation et l’utilisation de l’énergie électrique, dans le but de minimiser la consommation d’énergie tout en maximisant la puissance de sortie. Si l’on peut dire que BYD adopte une voie technologique de « force brute », alors Tesla suit une voie technologique « intelligente et efficace ».
Cependant, quelle que soit la voie technologique empruntée, en l’absence de percées substantielles dans la technologie des batteries, ces approches ne sont que des solutions temporaires. Pour résoudre fondamentalement le problème, la technologie des batteries doit être révolutionnée.
À cet égard, les entreprises chinoises sont en effet à la pointe de l’exploration.
Les batteries sodium-ion sont considérées comme une direction importante pour le développement futur, et la société chinoise de batteries électriques, CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited), dirige actuellement le développement de batteries sodium-ion.
CATL a lancé sa première génération de batteries sodium-ion. Bien que leur densité énergétique soit encore inférieure à celle des batteries au lithium fer phosphate et au lithium ternaires, les batteries sodium-ion présentent de meilleures performances à basse température. Ils peuvent conserver plus de 90 % de leur autonomie, même dans des environnements aussi froids que -20 degrés Celsius. De plus, les batteries sodium-ion offrent des vitesses de charge rapides, permettant une charge de 80 % en seulement 15 minutes à température ambiante. Cela répond aux préoccupations concernant la lenteur de la charge des véhicules électriques par rapport à la commodité du ravitaillement.
Bien que l’utilisation du sodium comme matériau résolve le problème de l’électrode positive dans la batterie, la question demeure : qu’en est-il de l’électrode négative ?
Les matériaux à base de silicium sont actuellement les matériaux d’électrode négative les plus performants pour les batteries. En théorie, ils peuvent supporter des densités de courant jusqu’à 12 fois supérieures à celles du graphite. La Chine a également fait des progrès significatifs dans ce domaine, avec un projet appelé « Qinghai Lake Battery » qui a été appliqué à des projets de smartphones. Cette technologie permet de fabriquer des batteries d’une épaisseur inférieure à un centimètre. De nombreux smartphones à écran pliable utilisent des batteries à base de silicone.
Dans l’ensemble, la technologie des batteries de la Chine est actuellement à l’avant-garde au niveau mondial. Cela renforce une base solide pour le développement futur de la Chine dans le domaine des nouvelles énergies.