+20% pour une anode en silicium dans les batteries lithium-ion

La recherche sur batteries qui ne sont pas du type lithium-ion mais qui peuvent les remplacer est loin de la phase production. Cependant, il est probable que les batteries lithium-ion actuelles bientôt seront plus performantes. La capacité de stockage dépend de la quantité de lithium que l'anode peut absorber et si fait en silicium au lieu de graphite le gain théorétique est considérable.

Pendant la charge, les ions lithium sont transportés de l'électrode positive,  (la cathode), à l'électrode négative (l’anode). Lorsque la batterie est déchargée le sens est opposé. Dans les batteries actuelles, l'anode est faite de graphite, et le taux de saturation est 1 atome lithium pour 6 atomes de carbone. Dans le silicium ce taux est beaucoup plus favorable, 15 atomes lithium pour 4 atomes de silicium.

Cependant, le développement d’anodes en silicium a été entravé par le fait que le silicium, quand saturé de lithium, se dilate jusqu'à 400%. Ce fait provoque des fissures et craquement, qui évidemment détruisent l’anode. Une manière d’éviter cette destruction est d’encadrer des petites particules de silicium avec un matériau, appelé matrice, qui est élastique et met les particules de silicium sous pression. Une solution basée sur ce principe a déjà été présenté par des norvégiens. 

Mais, une autre entreprise, Sila Nanotechnologies, est maintenant sur le point à lancer des batteries basés sur le même principe. Cette start-up californienne lancera déjà cette année une fabrication commerciale de son matériau d'anode avec silicium. Selon la revendication leur produit est unique dans le sens qu’il avec peu d’adaptations peut être appliqué dans la ligne de production de batteries déjà existante.

Selon l’entreprise leur anode augmentera la capacité de la batterie d'environ 20%, puis de 40% ou plus. Un autre avantage est que l’épaisseur de l’anode peut être réduite de 67%, ce qui signifie que la batterie peut charger jusqu’à 9 fois plus rapidement. La durabilité est donnée à 400-1000 cycles de recharge.

Au départ, Sila Nanotechnologies se concentrera sur ce qu’on appelle les wearables, (portables etc.), La raison est que la quantité de leurs premières productions est trop faible pour pouvoir satisfaire la demande de l’industrie de voitures.