Drone en phase de test. Photo : Institut de physique chimique de DalianSelon Science Direct, le développement rapide de la mondialisation a considérablement accru la demande en énergie, favorisant ainsi la recherche de nouvelles sources d'énergie. Les batteries au lithium sont aujourd'hui le dispositif de stockage d'énergie privilégié, présent dans de nombreux secteurs, des drones aux véhicules électriques.
Malgré leur grand potentiel, les batteries au lithium présentent une faiblesse majeure à basse température. En effet, dans des environnements à basse température, leurs performances, telles que la capacité, la puissance de sortie et la durée de vie, sont considérablement réduites.
Des études montrent que dans des environnements où les températures descendent en dessous de -40 degrés Celsius, la capacité des batteries peut diminuer de 12 %. Or, 38 % du territoire chinois est susceptible de connaître des températures inférieures à -20 degrés Celsius au cours de l'année, ce qui représente un défi de taille pour les batteries au lithium.
Le 16 mars, le Science and Technology Daily a rapporté qu'une équipe de chercheurs de l'Institut de physique chimique de Dalian, dirigée par Chen Zhongwei, a testé des batteries au lithium dans des drones volant à des températures extrêmement basses dans la ville de Mohe, province du Heilongjiang, dans le nord-est de la Chine.
Le drone testé a fonctionné de manière fiable à des températures extrêmement basses, ouvrant de nouvelles perspectives pour les opérations aériennes en conditions extrêmes. En maintenant des performances stables à -36 degrés Celsius, la batterie garantit une alimentation électrique continue, ce qui en fait une solution prometteuse pour des applications critiques telles que l'exploration polaire, la surveillance des frontières, les secours en cas de catastrophe et la logistique.
Lors du vol d'essai, le drone est resté stable et a atteint les objectifs d'autonomie malgré les températures froides. Il a rempli avec succès une série de critères, notamment un démarrage rapide, un vol stationnaire à haute altitude et une navigation sur des itinéraires complexes. De plus, la batterie a conservé une capacité stable, sans aucune baisse ni perte de puissance inattendue, même par grand froid.
Pour pallier la dégradation des batteries au lithium par grand froid, l'équipe de recherche de l'Institut de physique chimique de Dalian a amélioré le dispositif en optimisant la formule de l'électrolyte et en modifiant le matériau de l'anode, élargissant ainsi considérablement la plage de températures de fonctionnement de la batterie. De ce fait, la nouvelle batterie peut fournir une alimentation continue entre -40 °C et 50 °C.
De plus, les chercheurs ont amélioré l'autonomie de la batterie par temps froid grâce à une gestion thermique adaptative et une conception à impédance basse température. Ainsi, la perte de durabilité de la batterie à -40 °C était inférieure à 10 %, un résultat nettement meilleur que la moyenne actuelle de 30 à 50 %. Cette nouvelle batterie pourrait donc permettre aux drones de mener à bien des missions dans des zones froides et de haute altitude sans nécessiter de recharges fréquentes.
M. Chen Zhongwei a ajouté que l'équipe de recherche continuera d'améliorer les performances de la batterie et d'étendre l'application de cet appareil dans des environnements difficiles.
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