Les piles à anode à base de silicium atteignent 3 606 mAh avec une rétention de capacité de 93 % après 300 cycles

• Les piles 18650 avec des matériaux GEN3 à base de silicium continuent à fournir une capacité de 3 606 mAh après 300 cycles. [1]
• 20 % de plus que la capacité annoncée de 3 000 mAh d'une nouvelle batterie haute performance US18650VTC6 de MuRata. [2]
• En passe d'établir une nouvelle norme de performance.

MONTRÉAL, Canada - HPQ Silicon Inc. (" HPQ " ou la " Société ")(TSX-V : HPQ)(OTCQB : HPQFF)(FRA : O08), une société technologique spécialisée dans l'ingénierie verte des matériaux à base de silice et de silicium, est heureuse d'informer ses actionnaires des dernières étapes franchies par sa filiale française, NOVACIUM SAS (" Novacium "), dans le domaine des batteries.

Des protocoles d'essais rigoureux [3] (0,5C à 25°C) révèlent que les batteries Lithium-ion 18650 utilisant un mélange de graphite et de matériau d'anode GEN3 à base de silicium de Novacium atteignent une amélioration de capacité de 32% et n'ont que 5% de dégradation par rapport aux références en graphite à la marque de 300 cycles.

"Ces résultats continuent de démontrer le potentiel de notre technologie pour améliorer de manière significative la densité énergétique et prolonger la durée de vie des batteries lithium-ion ", a déclaré le Dr Jed Kraiem, directeur de l'exploitation de Novacium. "En supposant que les tendances de dégradation observées se poursuivent au-delà de 300 cycles, nos modèles de projection indiquent qu'aux alentours de 1 000 cycles, les performances du matériau GEN3 devraient égaler les performances de référence prévues pour le graphite à ce stade [4]."

AMÉLIORATION DES PERFORMANCES DES BATTERIES ET DE L'EFFICACITÉ COULOMBIENNE AVEC DES ANODES À BASE DE SILICIUM À 300 CYCLES

Le graphique 1A met en évidence la capacité supérieure (en mAh) des piles 18650 fabriquées avec le matériau GEN3 de Novacium (ligne jaune) par rapport à la référence 100 % graphite (ligne bleue) sur 300 cycles. Les batteries utilisant les matériaux GEN2 (ligne verte) et GEN1 (ligne orange), en revanche, ne parviennent pas à maintenir leurs performances au-delà de la barre des 200 cycles. À 300 cycles, les données montrent que les batteries GEN3 conservent une capacité moyenne de 3 606 mAh, ce qui est nettement supérieur aux 2 740 mAh de la référence en graphite.

Le graphique 1B examine de plus près la dégradation des performances (ou l'efficacité coulombienne [5]) du matériau en silicium GEN3 sur 300 cycles, montrant une rétention de capacité de 93 % contre 98 % pour la référence en graphite, soit une différence modeste de 5 %. Plus précisément, la capacité absolue des batteries GEN3 (ligne jaune) a diminué de 3 883 mAh à 3 606 mAh, tandis que la référence en graphite (ligne bleue) a connu une légère réduction de 2 780 mAh à 2 740 mAh.

Les données du graphique 1B révèlent qu'entre les 200 et 300 cycles, les piles utilisant le graphite n'ont subi qu'une dégradation de 0,6 % de leur capacité (de 98,6 % à 98,0 %), alors que celles fabriquées avec le matériau GEN3 de Novacium ont subi une baisse de 3,2 % (de 96,2 % à 93,0 %). Ces résultats soulignent deux points essentiels : premièrement, l'efficacité coulombienne des batteries de référence en graphite correspond aux performances des meilleures batteries 18650 sur le marché ; deuxièmement, l'évolution de l'efficacité des batteries GEN3 reste très prometteuse.

"Je suis très heureux que les derniers résultats de nos batteries de référence en graphite et de notre matériau GEN3 partiellement optimisé suscitent l'intérêt des acteurs de l'industrie des matériaux d'anode pour batteries", a ajouté M. Kraiem. "Cela témoigne de la valeur des connaissances que nous avons acquises sur les batteries et des travaux sur les matériaux d'anode en silicium que nous avons réalisés au cours de l'année écoulée."

LA DEMANDE DE BREVET DE HPQ POUR LA FABRICATION CONTINUE DE SIOX PASSE A LA PHASE NATIONALE DU PCT

L'oxyde de silicium (SiOx), la matière première clé dans la production de matériaux d'anode à base de silicium GEN3 pour les batteries, est au cœur de notre innovation. HPQ a le plaisir d'annoncer que la demande de brevet provisoire, déposée en France en novembre 2023, pour un procédé de fabrication en continu d'oxyde de silicium (SiOx), passe à la phase nationale du PCT. Cette étape fait suite aux commentaires très encourageants des examinateurs de brevets qui ont examiné notre demande provisoire.

Les procédés industriels actuels de fabrication de SiOx reposent sur la volatilisation du quartz (SiO₂) et du silicium de qualité métallurgique améliorée (UMG Si) [6] dans des réacteurs. Ces procédés sont généralement réalisés par lots, ce qui limite la productivité, augmente les coûts et entraîne une plus grande consommation d'énergie.

Le nouveau procédé breveté de HPQ vise à passer à une production continue de SiOx, en s'attaquant aux principales limitations en triplant la productivité, en réduisant la consommation d'énergie de 20 % et en diminuant les coûts de 25 à 30 %. En outre, le procédé est conçu pour produire des matériaux à base de silicium de meilleure qualité, offrant une plus grande homogénéité et moins de contamination - des attributs qui conviennent mieux au marché des batteries tout en offrant une empreinte carbone plus favorable [7].

Un autre avantage notable du procédé proposé est qu'il peut être intégré de manière transparente dans le réacteur HPQ PUREVAPTM QRR sans nécessiter de modifications importantes de la conception du réacteur, ce qui minimise les risques liés au développement technologique. En outre, il est important de noter que le prix de vente du SiOx est environ 2 à 3 fois plus élevé que celui du silicium UMG [8].

"Les résultats de nos cycles de batterie démontrent clairement que notre technologie de matériaux d'anode à base de silicium est dans une position enviable. La progression de notre demande de brevet SiOx à la phase nationale du PCT marque une autre étape importante dans le développement de procédés exclusifs qui permettront à HPQ de fabriquer des matériaux anodiques à base de silicium avec de faibles coûts d'exploitation et d'investissement, ainsi qu'une faible empreinte carbone ", a déclaré Bernard Tourillon, président et chef de la direction de HPQ Silicon Inc. et de NOVACIUM SAS. "Cela pourrait très bien positionner HPQ et NOVACIUM comme des acteurs clés dans la fourniture de solutions énergétiques de nouvelle génération qui répondent à la fois aux objectifs de performance et de durabilité de l'industrie. "

LES SOURCES DE RÉFÉRENCE

[1] Analyse par l'équipe technique de Novacium des données issues des tests de cycle de charge et de décharge en cours dans une université de renommée mondiale, dont le nom est gardé confidentiel pour des raisons de concurrence.
[2] Lien vers la source d'information sur la puce haute performance US18650VTC6 de MuRata Manufacturing.
[3] Paramètres de cyclage tirés de : Ratnakumar Bugga et al. "Performance of Commercial High Energy and High Power Li-Ion Cells in Jovian Missions Encountering High Radiation Environments", NASA Battery Workshop November 19-21, 2019..,
[4] L'équipe technique de Novacium a utilisé les données des tests de cycle de charge-décharge en cours pour construire un modèle projetant les performances futures de la batterie jusqu'à 1 000 cycles. Ces projections seront mises à jour au fur et à mesure de la réception de nouveaux résultats de cycles.
[5] Lien vers des informations sur ce qu'est l'efficacité coulombienne.
[6] Le niveau de pureté du silicium métallurgique amélioré se situe généralement entre 3N et 4N.
[7] Les études d'ordre de grandeur réalisées par l'équipe technique de Novacium fournissent des estimations initiales, qui seront mises à jour au cours d'une future phase d'usine pilote.
[8] Informations fournies sur la base du dernier devis reçu du fournisseur.

A propos de NOVACIUM SAS

Novacium est une société affiliée à HPQ qui a démarré au troisième trimestre 2022. Jed KRAIEM PhD, Chief Operating Officer ("COO") de Novacium, Dr. Oleksiy NICHIPORUK PhD, Chief Technical Officer ("CTO") de Novacium, et Dr. Julien DEGOULANGE PhD, Chief Innovation Officer ("CIO") de Novacium. Novacium est une nouvelle société de recherche et développement qui permet aux chercheurs de développer leur propre technologie dans des domaines à haute valeur ajoutée liés aux énergies renouvelables et à HPQ Silicon Inc. une société canadienne, d'élargir la profondeur et la portée de son équipe technique pour aider à développer son silicium et de nouveaux projets d'énergie renouvelable.