La NFA pourrait bientôt rejoindre le LNMO et le LFMP en tant que chimie cathodique sans cobalt prometteuse pour les batteries de véhicules électriques.
Points forts
- Introduction d'une nouvelle classe de cathodes en couches sans cobalt et riches en nickel (LiNixFeyAlzO2).
- Nos poudres de cathode sans cobalt ont été synthétisées à l'aide d'un processus de co-précipitation.
- Nos cathodes sans cobalt offrent des capacités élevées d'environ 190 mAh/g à 0,1 C
- Nous avons également fabriqué une cellule de poche de batterie Li-ion sans cobalt de 0,5 Ah (C/3).
- La batterie sans cobalt offrait de bonnes capacités et de bonnes performances de cyclage.
Les chercheurs du Laboratoire national d'Oak Ridge ont développé une nouvelle famille de cathodes susceptibles de remplacer les coûteuses cathodes à base de cobalt que l'on trouve généralement dans les batteries lithium-ion d'aujourd'hui qui alimentent les véhicules électriques et l'électronique grand public.
La nouvelle classe appelée NFA, qui signifie cathode à base de nickel, de fer et d'aluminium, est un dérivé du nickelate de lithium et peut être utilisée pour fabriquer l'électrode positive d'une batterie lithium-ion. Ces nouvelles cathodes sont conçues pour être charge rapide, dense en énergie, rentable et plus durable .
Avec l'augmentation de la production d'électronique portable et de véhicules électriques dans le monde, les batteries lithium-ion sont en forte demande. Selon Ilias Belharouak, scientifique de l'ORNL à la tête de la recherche et du développement de la NFA, plus de 100 millions de véhicules électriques devraient être sur la route d'ici 2030. Le cobalt est un métal actuellement nécessaire pour la cathode qui constitue la partie importante d'un lithium-ion coût de la batterie.
Bien que la recherche sur la classe NFA en soit à ses débuts, Belharouak a déclaré que les résultats préliminaires de son équipe à ce jour indiquent que le cobalt pourrait ne pas être nécessaire pour les batteries lithium-ion de nouvelle génération.
La NFA (cathode à base de nickel, de fer et d'aluminium) est encore à un stade précoce de développement. À l'heure actuelle, la densité d'énergie est bonne mais la durée de vie est encore très faible, avec seulement 88 % de capacité conservée après 100 cycles et 72 % après 200 cycles.
Mais ne vous inquiétez pas, dans cette phase initiale de développement, il faut s'attendre à une mauvaise durée de vie. Il y a quelques années à peine, les premières batteries NCM 811 développées en laboratoire avaient également une très faible durée de vie, mais maintenant la technologie produite en série a une EOL (End-Of-Life) qui dépasse déjà 1.000 cycles.
Quoi qu'il en soit, il reste à voir si cette nouvelle chimie de cathode sans cobalt sera un jour adoptée par un grand fabricant de cellules de batterie.
Alors que le géant chinois CATL produit déjà des batteries LFP sans cobalt, les fabricants de cellules de batterie coréens et japonais ne savent toujours pas quelle chimie de batterie sans cobalt adopter. Je suppose que ce sera LNMO, mais nous verrons…
