Les cellules lithium-ion industrielles GEN4 21700 HPQ Siliciumdépassent les 7 000 mAh — selon des conditions de test prolongées

• Les cellules GEN4 21700 franchissent la barre des 7 000 mAh, atteignant une capacité record de 7 030 mAh, ce qui pourrait constituer l'une des capacités les plus élevées jamais enregistrées à ce jour pour un format industriel 21700, d'après les données accessibles au public [1]
• Le protocole de cycles de décharge profonde (seuil inférieur à 0,55 V) montre qu'il est possible d'étendre la plage de tension de fonctionnement des cellules lithium-ion de quatrième génération au-delà des limites habituelles
• 70 cycles ont été atteints avec une perte de capacité inférieure à 2 %, ce qui témoigne d'une bonne stabilité dans des conditions de décharge profonde prolongée qui entraîneraient généralement une dégradation importante des cellules conventionnelles

MONTRÉAL, Canada — HPQ Silicium . (« HPQ » ou la « Société ») (TSX-V : HPQ) (OTCQB : HPQFF) (FRA : 8PY1),, une société technologique spécialisée dans l’innovation en matière de matériaux avancés et le développement de procédés de nouvelle génération, a annoncé aujourd’hui que 21 700 cellules cylindriques fabriquées à l’aide du matériau d’anode à base de silicium GEN4 de Novacium SAS ont dépassé une capacité de décharge de 7 000 mAh, selon des tests internes menés dans des conditions de fonctionnement prolongées [1].

Ce résultat a été obtenu dans le cadre d'un protocole de cycles de décharge profonde modifié, avec une tension de coupure inférieure à 0,55 V, contre la norme industrielle de 2,5 V.

Les cellules au graphite 21700 disponibles dans le commerce offrent généralement une capacité comprise entre 4 800 et 5 000 mAh. Le précédent record de Novacium GEN4 s'élevait à 6 696 mAh dans des conditions standard (0,1 C, 4,2 V–2,5 V, 25 °C) [2]. Pour franchir le seuil des 7 000 mAh, il a fallu s'écarter des protocoles de test conventionnels et exploiter une plage de tension auparavant considérée comme incompatible avec la stabilité cyclique à long terme des chimies lithium-ion classiques [3].

Ce qui confère à ce résultat son importance scientifique, ce n'est pas seulement la valeur de la capacité, mais aussi la stabilité cyclique démontrée qui l'accompagne. Une décharge jusqu'à 0,55 V entraînerait généralement une dégradation importante et irréversible [3] dans les cellules conventionnelles à base de graphite ou de silicium. Le matériau GEN4 de Novacium a effectué 70 cycles complets selon ce protocole avec une dégradation de capacité inférieure à 2 %, ce qui indique que son matériau à base de silicium pourrait tolérer des conditions de fonctionnement prolongées, au-delà de celles généralement utilisées dans les cellules lithium-ion conventionnelles.

Ces résultats laissent entrevoir la possibilité d'élargir les plages de fonctionnement dans la conception des cellules lithium-ion, sous réserve d'une validation, d'une optimisation et d'une intégration au niveau du système plus approfondies. Les applications potentielles pourraient inclure des cas d'utilisation nécessitant une densité énergétique élevée, où la capacité par unité de volume constitue une contrainte essentielle ; toutefois, leur applicabilité commerciale dépendra de la poursuite du développement et de la validation.

Ce résultat s'inscrit dans une progression générationnelle constante : d'une référence au graphite de 2 778 mAh au format 18650, en passant par la GEN1 (∼3 153 mAh), la GEN2 (∼3 808 mAh), la GEN3 (∼4 030 mAh au format 18650 / ∼6 050 mAh au format 21700), le record de 6 696 mAh de la GEN4 dans des conditions standard, jusqu'à un résultat supérieur à 7 000 mAh dans des conditions d'autonomie prolongée. La GEN5 est en cours de développement avec pour objectif d'atteindre environ 7 000 mAh selon les protocoles standard d'ici 2027 [4].

HPQ détient les droits exclusifs en Amérique du Nord pour la commercialisation des matériaux de batterie à base de silicium GEN3 et GEN4 de Novacium sous la marque HPQ ENDURA+.

« Le franchissement de la barre des 7 000 mAh pour une cellule 21700 constitue une étape majeure qui, à la connaissance de la société, n’a pas été largement rapportée dans les données accessibles au public pour une cellule de format industriel dans des conditions comparables. Tout aussi important est le fait que nous ayons atteint cet objectif tout en conservant la stabilité initiale du cycle pendant toute la durée des essais, ce qui indique que notre matériau peut fonctionner dans des conditions prolongées qui, selon la littérature publiée, entraînent généralement une dégradation sévère ou une perte de fonctionnalité dans les cellules lithium-ion conventionnelles à base de graphite [3] », a déclaré Bernard Tourillon, président-directeur général de HPQ Silicium. « Cela confirme les caractéristiques de performance électrochimique de GEN4 et permet d’explorer davantage les paramètres de fonctionnement étendus pour de futures applications potentielles de batteries, sous réserve d’une validation supplémentaire. »

« Ces résultats confirment ce que nous pensons depuis GEN3 : la technologie d’anode à base de silicium de Novacium pourrait permettre d’améliorer les performances au-delà des limites de fonctionnement habituelles. La capacité à effectuer des cycles de manière fiable avec une tension de coupure inférieure de 0,55 V et une dégradation inférieure à 2 % sur 70 cycles laisse entrevoir la possibilité de modes de fonctionnement alternatifs, sous réserve d’une validation plus approfondie et de travaux d’ingénierie supplémentaires », a ajouté le Dr Jed Kraiem, directeur des opérations de Novacium.

Les parties prenantes souhaitant obtenir des informations techniques plus détaillées sur les résultats présentés sont invitées à consulter le blog technique suivant, qui fournit des éléments de contexte supplémentaires à l'appui de ce communiqué.

SOURCES DE RÉFÉRENCE
[1] Résultats de tests de capacité internes réalisés sur une cellule 21700 fabriquée à partir de matériaux GEN4 par un partenaire industriel, dans des conditions de cycles de décharge profonde prolongés (0,1 C, 4,2 V–0,55 V, 25 °C, 50 cycles), comparés à des données accessibles au public. Ces résultats n’ont pas été vérifiés de manière indépendante et peuvent ne pas être représentatifs des performances commerciales.
[2] https://www.molicel.com/inr-21700-m65a/, https://diy500amp.com/products/feb-21700-battery-cell-6500mah-13a-ultra-high-capacity-energy-cell, https://www.nitecore.fr/batterie-rechargeable-21700-haute-performance-capacite-6000mah-36v-c2x40494744, https://ir.amprius.com/news-events/press-releases/detail/124/amprius-ships-new-high-performance-6-3ah-silicon-anode-cylindrical-cell-to-fortune-500-company, https://imrbatteries.com/products/eve-58e-21700-5800mah-18a-battery
[3] https://www.nature.com/articles/s41598-021-85575-x
[4] Cette déclaration constitue une information prospective et est soumise à des risques et incertitudes liés au développement