Bio-sourced Alternatives for Lithium-Silicon Anodes (BALSA)

COÛT DU PROJET:

354 713 $

CONTRIBUTION DE PRIMA:

195 713 $

DÉTAILS DU PROJET:

Les batteries Li-ion sont déjà largement présentes dans nos quotidiens, notamment dans l’industrie automobile. L’impact environnemental des batteries actuelles, dont les anodes sont majoritairement à base de graphite, est important avec des matières premières souvent fossiles et un recyclage mal maîtrisé. Ce projet se propose de produire un prototype de batterie dont l’anode ne serait plus à base de graphite, mais de silicone. L’objectif est de multiplier par ~2 la capacité du système (rapport stockage d’énergie/poids), réduisant d’autant la consommation de matières premières et les contraintes de recyclage. Cette densité énergétique a un prix : les contraintes mécaniques subies par le silicone lors de chaque cycle de charge/décharge (variations de taille de ~300%) réduisent la durée de vie de l’anode. Nous comptons surmonter cet écueil via une double stratégie : en utilisant des particules de silicone mésoporeuses au gonflement limité (~30-50%), et en les enfermant dans un aérogel conducteur dont les cavités pourront facilement accommoder ces variations de taille. Nous espérons ainsi préserver la durée de vie de l’anode sur plusieurs milliers de cycles afin de la rendre compétitive. L’utilisation de matériaux biosourcés pour le silicone et son liant carbone permettra un gain environnemental supplémentaire qui sera confirmé par une analyse de cycle de vie. L’entreprise Performance Biofilaments Inc. pourra mettre en place une technologie de fabrication d’aérogels de carbone et d’anodes Li-ion à partir de nanocellulose, tandis que l’entreprise suédoise Talga, aura accès, via les partenaires européens du projet, à la technologie pour produire des particules de silice mésoporeuses à base de grumelles d’orge; un électrolyte solide compatible et un protocole pour l’assemblage du prototype de batterie. Cela ouvrira de nouveaux marchés pour la valorisation des déchets forestiers et agricoles québécois.

Trois stagiaires seront recrutés pour travailler sur le projet avec le Pr Yacine Boumghar. Ce projet leur donnera l’opportunité de collaborer à un projet de recherche appliquée et de se familiariser avec le travail en laboratoire (test expérimental, analyse de collecte de données, etc.) tout en bénéficiant du support des techniciens de procédés expérimentés du CÉPROCQ.