Des avancées récentes en science des matériaux ont révélé une solution prometteuse pour améliorer les performances des batteries lithium-ion dans des environnements froids. Des chercheurs chinois ont identifié le phosphate de lithium-titane (LiTi(PO)₄), un matériau présentant une expansion thermique négative (ETN), comme un potentiel changeur de jeu pour la technologie des batteries.
Le 9 janvier 2025, une étude publiée dans Angewandte Chemie a détaillé comment ce matériau unique s'étend lorsqu'il est refroidi, abordant un problème critique rencontré par les batteries lithium-ion : leur détérioration des performances par temps froid. Alors que les appareils portables, les véhicules électriques et le stockage d'énergie renouvelable dépendent de plus en plus de ces batteries, leur efficacité dans les climats plus froids est devenue primordiale.
L'équipe de recherche, dirigée par Liming Wu, Chunfu Lin et Renchao Che des universités de Donghua, Fudan et de Mongolie intérieure, a démontré que les électrodes fabriquées à partir de phosphate de lithium-titane maintiennent de solides performances électrochimiques même à -10 °C. Leurs résultats ont révélé que la structure en réseau tridimensionnelle du matériau permet aux ions lithium de diffuser efficacement, conservant 84 % de leur taux de diffusion par rapport aux conditions standard à 25 °C.
Cette découverte pourrait avoir un impact significatif sur divers secteurs, y compris les véhicules électriques et les applications militaires, où la fiabilité des batteries dans des températures extrêmes est cruciale. Les implications s'étendent à la réduction du besoin de systèmes de chauffage intégrés coûteux et à l'amélioration de l'efficacité globale des batteries. À mesure que la demande pour des solutions de stockage d'énergie robustes augmente, des matériaux avec une expansion thermique négative comme le phosphate de lithium-titane pourraient jouer un rôle vital dans l'avenir des technologies énergétiques.