Une équipe de scientifiques de l’école supérieure internationale de Shenzhen de l’université Tsinghua et de l’université de Tianjin a découvert une nouvelle méthode pour améliorer la résistance, la longévité et la fiabilité des batteries à semi-conducteurs dans des conditions froides ou de forte puissance. Leur étude, intitulée « Une interphase à électrolyte solide ductile pour les batteries à semi-conducteurs » a été publié dans la revue Nature le 29 octobre 2025, comme le rapporte IT-Home.
Les batteries à semi-conducteurs sont souvent décrites comme l’avenir des véhicules électriques. Elles stockent plus d’énergie et sont plus sûres que les batteries liquides actuelles, qui peuvent surchauffer ou prendre feu. Mais les progrès vers la production de masse ont été lents car ces batteries ont tendance à se fissurer et à perdre en performances lors d’une charge rapide ou par temps glacial.
Pour résoudre ce problème, l’équipe de Tsinghua et Tianjin a conçu ce qu’ils appellent une couche de « blindage flexible » pour la surface de la batterie. En règle générale, cette couche protectrice, connue sous le nom d’interphase d’électrolyte solide (SEI), est dure mais cassante, ce qui signifie qu’elle peut se briser sous la pression. Une fois fissuré, le lithium s’accumule de manière inégale, ce qui réduit la durée de vie de la batterie.
Au lieu de rendre le SEI plus difficile, les chercheurs l’ont rendu plus flexible. En utilisant des matériaux à base d’argent appelés Ag₂S et AgF, ils ont créé une couche qui peut se plier légèrement sans se casser. Cette flexibilité permet de maintenir une structure stable tout en permettant aux ions lithium de se déplacer en douceur.
Lors des tests, les batteries dotées de ce nouveau revêtement ont fonctionné pendant plus de 4 500 heures dans des conditions d’utilisation intensive et sont restées stables pendant plus de 7 000 heures à –30°C, des conditions qui entraîneraient généralement la défaillance d’autres batteries à semi-conducteurs.
Le design combine des matériaux souples et rigides dans une structure progressive en couches. Cela réduit les contraintes internes, évite les fissures et maintient le lithium uniformément réparti pendant la charge et la décharge.
Le projet a été dirigé par les professeurs Feiyu Kang et Yanbing He de Tsinghua SIGS, ainsi que Quanhong Yang de l’Université de Tianjin. Il a été soutenu par la Fondation nationale chinoise des sciences naturelles, le programme national clé de R&D et le plan d’innovation scientifique et technologique de Shenzhen.
Ces recherches ne signifient pas que les batteries à semi-conducteurs soient encore prêtes pour une production de masse. La recherche offre une voie potentielle pour améliorer la fiabilité des batteries à semi-conducteurs dans des conditions extrêmes, ce qui pourrait prendre en charge de futures applications commerciales.