Batteries à charge rapide avec assistance magnétique

Batteries à charge rapide avec assistance magnétique

La spin-out britannique Gaussion vise à recharger les véhicules électriques en quelques minutes

Les temps de charge des batteries lithium-ion ont constitué un obstacle sur la voie d’une adoption plus large des véhicules électriques (VE). Malgré divers efforts depuis le développement des batteries lithium-ion dans les années 1980, la plupart des solutions de charge rapide sont soit trop coûteuses, soit endommagent les cellules.

Source : © Gaussion SA

Gaussion a quitté les laboratoires de l’UCL pour des locaux dédiés en 2021

Gaussion, spin-out de l’University College London (UCL), affirme que son amélioration magnétique peut permettre une charge rapide sur les cellules de batterie existantes disponibles dans le commerce, sans réduire leur durée de conservation. Selon le brevet en instance pour cette technologie, elle peut réduire les temps de charge jusqu’à 67 % – une amélioration qui, espère Gaussion, profitera à tout le monde, des montres intelligentes aux téléphones mobiles, et facilitera à terme la transition vers les véhicules électriques.

Les fondateurs Thomas Heenan et Chun Tan ont eu l’idée il y a environ dix ans, alors qu’ils effectuaient leurs études de doctorat au laboratoire d’innovation électrochimique de l’UCL, sous la direction de Paul Shearing et Dan Brett.

«Nous étions étudiants en doctorat et effectuions des expériences sur des accélérateurs de particules, dotés d’aimants mesurant entre 1,80 et 3,70 mètres de haut», se souvient Heenan. «Le but des aimants est de produire des faisceaux d’ions très fins que vous pouvez tirer sur des matériaux et mener des expériences fascinantes.» Nous nous sommes demandé : si nous pouvons utiliser de grands aimants pour contrôler précisément la destination des ions, pourquoi ne pouvons-nous pas contrôler le mouvement d’un grand nombre d’ions avec des aimants plus petits ? »

Heenan et Tan ont découvert qu’en appliquant les bons champs magnétiques, ils pouvaient optimiser le trajet des ions lithium de la cathode à l’anode d’une batterie. Les aimants réduisent la résistance à chaque étape : il est plus facile pour les ions de quitter les particules de la cathode, ils peuvent se déplacer plus facilement autour des autres particules de l’électrolyte, circuler à travers le matériau séparateur et pénétrer dans l’anode. «La contribution de la réduction de la résistance à chacune de ces étapes est une réduction nette très importante de la résistance», explique Heenan.

Comme les ions atteignent l’anode plus rapidement, le temps de charge est réduit. De plus, les champs magnétiques diminuent les mécanismes de dégradation des cellules dus à la résistance, prolongeant ainsi la durée de vie des batteries. Heenan et Tan ont testé la technologie sur des cellules commerciales conçues pour se recharger en une à cinq heures. Ils ont pu les charger en dix minutes et répéter le processus 1 000 fois tout en respectant toutes les spécifications de garantie.

Sortir du laboratoire

Après leur doctorat, Heenan et Tan ont rejoint le programme de bourses d’entrepreneuriat de la Faraday Institution pour explorer leur idée et les opportunités commerciales qu’elle pourrait offrir. Ils ont déposé des brevets en 2019. En 2021, ils ont remporté le concours des technologies émergentes de la Royal Society of Chemistry, ce qui leur a valu un prix et le soutien d’un mentor en affaires.

« Le soutien de RSC a relancé notre développement commercial », se souvient Heenan. « Jusqu’à présent, nous nous étions largement concentrés sur la technologie. »

Le couple a remporté le prix Autocar Drivers of Change peu de temps après, ce qui a suscité davantage d’intérêt de la part des investisseurs formels. L’été dernier, Gaussion a clôturé un cycle d’investissement en capital-risque de 2,85 millions de livres sterling, séparant officiellement l’entreprise de l’université.

L’investissement a permis à Heenan et Tan d’emménager dans des bureaux à Londres et de passer des tests sur banc à une installation indépendante dotée d’équipements de pointe. Ils ont recruté des ingénieurs prototypes et des ingénieurs en électromagnétisme et continuent de développer l’équipe. Le matin où il a parlé à Chemistry World, Heenan venait juste de finir d’envoyer des annonces pour trois autres postes.

À ce stade, Gaussion est passé des cellules de la taille d’un iPhone à des appareils électroniques portables plus grands et teste actuellement des cellules pour une utilisation dans les véhicules électriques. « L’objectif est un module qui représente environ un quart de la taille d’une batterie qui serait installée dans une voiture, avec l’intention de l’utiliser comme démonstrateur avant de passer aux tests complets du véhicule dans les trois à cinq prochaines années. »  » dit Heenan.

Focalisé sur le laser

L’objectif de Heenan est de créer une technologie qui permet aux consommateurs de recharger un véhicule pour une autonomie de 200 miles en dix minutes ou moins. «L’utilisateur moyen parcourt moins de 200 miles par semaine. L’idée est donc de recharger votre semaine en moins de dix minutes», dit-il.

En théorie, les applications de la technologie de Gaussion sont bien plus larges que cela. Heenan affirme que la technologie est indépendante de la chimie des batteries, ce qui signifie qu’elle peut améliorer l’efficacité de n’importe quelle cellule dans le champ magnétique qu’elles produisent. « Nous nous concentrons sur les véhicules électriques, avec la réserve que nous explorons les problèmes liés à la résistance dans d’autres dispositifs électrochimiques », dit-il, avec des plans qui incluent « tout ce qui peut aller jusqu’à la taille d’un véhicule électrique ».

Pour mettre la technologie sur le marché, Gaussian envisage à la fois de produire et de vendre ses propres produits et de concéder sous licence sa technologie pour une utilisation dans d’autres applications.

En fin de compte, l’objectif de Heenan et Tan est d’utiliser leur technologie pour résoudre de « véritables problèmes ». « Plutôt que de créer quelque chose de légèrement meilleur, nous voulons révolutionner complètement la façon dont ce produit est utilisé par le consommateur », dit-il. «À l’heure actuelle, nous considérons la recharge des véhicules électriques comme le goulot d’étranglement pour l’adoption. Donc, si nous pouvons réduire ce goulot d’étranglement et accroître l’adoption, c’est une mission accomplie.

Gaussion

Date de création : 2021

Lieu : Londres, Royaume-Uni

Nombre d’employés : 7 temps plein

Origine : spin-out de l’University College London

Investissement total à ce jour : 2,85 millions de livres sterling

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