Une spin-off de Max Planck développe des batteries plus efficaces
Batene démarre avec un financement d'amorçage de dix millions d'euros
Une invention des chercheurs de l'Institut Max Planck pour la recherche médicale pourrait rendre les batteries beaucoup plus denses en énergie, plus efficaces et plus sûres. L'équipe de recherche a trouvé un moyen de produire des toisons métalliques très fines, les toisons Batene, qui peuvent servir de collecteurs de courant dans les batteries et les rendre plus puissantes. Batene GmbH, une spin-off de l'institut, a obtenu une licence pour cette technologie par l'intermédiaire de la société centrale de transfert de technologie de la Société Max Planck, Max Planck Innovation, et la commercialise à présent. Pour cela, la start-up reçoit un financement initial de 10 millions d'euros.
Pile standard (à gauche) et pile à base de molleton de batène (à droite), contenant la même quantité de matériau actif.
© Batene GmbH
Les batteries sont une technologie clé pour la révolution énergétique : Elles peuvent stocker l'énergie électrique provenant de sources renouvelables pour les périodes où le photovoltaïque et l'éolien ne fournissent pas d'électricité. Elles permettent également d'alimenter les véhicules de manière respectueuse du climat. Elles pourraient être encore plus adaptées à cette fonction à l'avenir, grâce à la technologie que Batene est en train de développer pour atteindre la maturité commerciale.
"Cette nouvelle approche permet la production d'une nouvelle génération de batteries rechargeables. Les non-tissés métalliques répondent à la demande de batteries plus légères, avec une densité énergétique élevée, des taux de charge plus rapides, une autonomie prolongée et une durée de vie plus longue. En outre, les ressources naturelles sont préservées grâce à une consommation de matériaux considérablement réduite et à un processus de fabrication extrêmement économe en énergie", explique Martin Möller, directeur général de Batene GmbH. "Tout cela aide la société à passer des combustibles fossiles à une économie sans CO2. C'est précisément cette protection du climat et de l'environnement qui a joué un rôle tout aussi important dans nos considérations que les facteurs économiques."
Les batteries sont construites à partir d'un grand nombre de cellules, chacune d'entre elles étant construite de manière identique. Deux électrodes (cathode et anode), séparées par un séparateur, contiennent la matière dite active. Celle-ci est constituée, par exemple, de différents composés de lithium et stocke l'énergie. Ces matériaux actifs sont appliqués sur un collecteur de courant hautement conducteur. En général, on utilise une feuille d'aluminium à la cathode et une feuille de cuivre à l'anode. Pendant le processus de stockage et de décharge de la batterie, les ions de lithium se déplacent d'une électrode à l'autre et assurent ainsi le flux d'électrons souhaité, autrement dit le courant. Toutefois, ce système ne fonctionne bien que dans des couches d'une épaisseur inférieure à 0,2 millimètre. Par conséquent, les cellules individuelles doivent être très fines et empilées en utilisant une grande quantité de matériau. Les inventions de l'Institut Max Planck pour la recherche médicale offrent une solution étonnamment simple à ce problème.
Des fibres métalliques permettent d'obtenir des cellules de batterie plus épaisses
L'élément central du nouveau développement est un procédé mis au point par Joachim Spatz, directeur de l'Institut Max Planck pour la recherche médicale, qui permet de produire des fibres métalliques très fines. Les fibres métalliques, qui ont une très bonne conductivité électrique, sont transformées en un maillage métallique dense et conducteur et remplies de la matière active respective de l'anode ou de la cathode. De telles électrodes permettent d'augmenter l'épaisseur des cellules de batterie à plus de deux millimètres, soit dix fois celle des cellules couramment utilisées aujourd'hui. Les cellules plus épaisses réduisent considérablement la quantité de matériau inactif utilisé dans la batterie. En conséquence, le matériau actif, qui est important pour le stockage de l'énergie, ne représente actuellement qu'environ 60 % du poids. La nouvelle conception de la batterie mise au point à l'Institut Max Planck de recherche médicale réduit la teneur en métal à un dixième et porte la proportion de matériau actif à plus de 90 % du poids total de la batterie.
Comme les mailles métalliques ont une surface beaucoup plus grande que les collecteurs de courant conventionnels, les batteries équipées de ces collecteurs de courant peuvent être chargées et déchargées beaucoup plus rapidement. En outre, la maille métallique réduit la résistance électrique des électrodes et augmente leur stabilité mécanique, ce qui rend les batteries plus sûres. L'utilisation d'électrodes à maille métallique ultrafine ne se limitant pas aux batteries lithium-ion déjà établies aujourd'hui, les fondateurs et les investisseurs de Batene GmbH pensent qu'il existe également un grand potentiel pour les futures générations de batteries rechargeables, telles que les batteries lithium-métal à l'état solide ou les batteries sodium-ion actuellement en cours de développement.
Développement futur
Batene GmbH, qui a été fondée au début de l'année 2022, a maintenant obtenu une licence exclusive des droits correspondants pour développer et commercialiser les technologies. Des démonstrateurs, qui se sont avérés très efficaces, ont déjà montré que l'invention est pratique. La start-up va maintenant se doter d'une plus grande capacité de production d'électrodes en toison métallique et poursuivre le développement de la technologie.
Un conseil d'administration composé d'investisseurs et de visionnaires motivés par la responsabilité économique, environnementale et sociale soutient Batene GmbH tant sur le plan financier, avec dix millions d'euros, que sur le plan stratégique. Grâce à une augmentation de capital, l'entreprise est désormais valorisée à 42 millions d'euros. Ainsi, Ocean Zero LLC, qui investit dans de jeunes entreprises innovantes pour la décarbonisation accélérée du transport maritime, et Christer von der Burg sont co-investisseurs principaux. " La nouvelle technologie de Batene GmbH a un potentiel commercial important, car la demande de batteries va continuer à croître fortement dans les années à venir et les fabricants de batteries sont donc à la recherche de nouvelles technologies plus efficaces ", explique Bernd Ctortecka, responsable des brevets et des licences chez Max Planck Innovation, la société centrale de transfert de technologie de la Société Max Planck. "En outre, la toison métallique peut également être utilisée dans de nombreux autres domaines techniques, notamment la filtration, le blindage électromagnétique et la catalyse."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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