Le passage aux véhicules électriques nécessite un large éventail d'améliorations de la densité énergétique et de puissance, ainsi que des batteries au lithium plus fiables et plus économiques. Les cathodes de nouvelle génération devraient bientôt offrir de telles avancées. En réalisant ces nouveaux composés, cependant, nécessitera une coordination poussée entre plusieurs disciplines scientifiques.

Les chercheurs ont fourni une feuille de route pour le domaine afin d'améliorer la technologie et les techniques visant à identifier de nouvelles cathodes pour les véhicules électriques. Dans Matériaux APL , des scientifiques du Royaume-Uni présentent les défis fondamentaux persistants du domaine.

« Cette feuille de route n'indique pas seulement l'orientation de la recherche sur les matériaux cathodiques, mais il définit les références pour diverses chimies cathodiques, chacun avec sa valeur marchande unique, " a déclaré l'auteur Alisyn Nedoma. " Les méthodes synthétiques de pointe que nous détaillons façonnent l'industrie britannique émergente pour la fabrication de cathodes. "

La feuille de route présente les avancées de ces dernières années, y compris des revêtements protecteurs et des additifs qui prolongent la durée de vie de la batterie et améliorent le transport des ions, approches de construction de cathodes optimisées pour le stockage haute densité, et la livraison de conceptions d'électrodes résistantes à la rupture.

Les implications économiques positives, dit Nédom, deviennent déjà apparents.

"Les scientifiques britanniques se battent pour transformer le secteur automobile des véhicules à combustible fossile en véhicules à propulsion durable d'ici 2030, conformément aux objectifs nets zéro du gouvernement britannique, " a déclaré Nedoma. " Le passage à la fabrication de batteries pour les véhicules électriques permettra d'économiser environ 90, 000 emplois dans la fabrication de voitures rien qu'au Royaume-Uni."

Le projet FutureCat, conçu pour découvrir, développer, et déployer la prochaine génération de matériaux cathodiques, vise à rechercher des chimies cathodiques existantes et émergentes. À ce jour, la Faraday Institution a investi 330 millions de livres sterling dans la recherche dans le domaine des batteries.

Croissance, cependant, pose ses propres défis.

"Avec l'augmentation de l'utilisation de la batterie, les matériaux utilisés dans les cathodes doivent être considérés plus judicieusement, " a déclaré l'auteur Sam Booth. " Par exemple, la faible abondance de cobalt dans le monde, couplée à une demande accrue, exerce une pression sur les ressources naturelles.

Les cathodes à haute teneur en nickel actuellement en développement sont une option pour surmonter ce problème d'approvisionnement, de même que les cathodes à base de manganèse et de fer.

"Notre évaluation techno-économique du paysage cathodique éclairera les stratégies gouvernementales d'investissement dans les chaînes d'approvisionnement, Infrastructure, et poursuite de la recherche sur les batteries, " a déclaré Nedoma. "Pour le consommateur de tous les jours, cette feuille de route présente les attentes qu'ils peuvent avoir pour la vie, Puissance, et la sécurité de la prochaine génération de véhicules électriques."