​​Kai Wu et son équipe​

Lauréats du Prix de l’inventeur européen 2023

Alors que le monde se tourne de plus en plus vers la réduction de l’utilisation des combustibles fossiles, l’industrie automobile est engagée dans une course au développement des véhicules électriques (VE). Alimentées par batteries, les voitures électriques gagnent en popularité : en 2018, les avancées en matière de cellules Li-ion représentaient 45 % des activités de brevet liées aux cellules de batteries. Même si les VE sont moins susceptibles de prendre feu que les moteurs à combustion, les incendies de batteries Li-ion brûlent plus vite et à plus haute température, nécessitent plus d’eau pour les éteindre et peuvent se rallumer plusieurs heures ou jours plus tard. Avec son équipe de CATL, M. Wu fait évoluer les batteries depuis plus de dix ans. Tout a commencé quand BMW, l’un des clients de la société, a demandé à CATL de réduire les risques d’incendie des batteries causés par une surcharge. 

Parmi les solutions développées par M. Wu et son équipe, un dispositif de sécurité court-circuite la batterie en cas de surcharge. Il repose sur la présence d’un couvercle basculant qui ne fond pas, une caractéristique inédite dans ce type de dispositif, et agit comme une barrière dissipant la chaleur et absorbant la température et les excès de pression. Lorsque la surchauffe à l’intérieur d'une cellule de batterie entraîne une hausse de la pression d’air, le couvercle bascule et fait contact avec le pôle conducteur de la batterie, provoquant un court-circuit. 

Les cathodes des batteries Li-ion, généralement composées de lithium, nickel, cobalt et manganèse (NCM), sont exposées aux surchauffes. M. Wu et ses coinventeurs ont décidé d’expérimenter le Li-ion phosphate, caractérisé par une faible densité énergétique et un fonctionnement à basse tension. En cas de surcharge, le Li-ion phosphate ne surchauffe pas, ce qui en fait un véritable atout sécurité pour les batteries. 

Dans les batteries de VE traditionnelles, les modules individuels sont connectés les uns aux autres pour former un pack. Depuis 2019, M. Wu et son équipe travaillent sur une technologie cell-to-pack (CTP), basée sur une unique structure intégrée. Cette structure optimise l’espace utilisé dans le pack de batteries et accroît la densité énergétique du pack. 

Inspirer les futurs inventeurs 

Scientifique en chef et coprésident de CATL, ainsi que coprésident du CATL Future Energy Research Institute, M. Wu a débuté sa carrière comme conférencier avant de se tourner vers l’industrie afin de travailler sur les enregistrements magnétiques. En 2002, il accepta le poste de directeur technique d’une société fabriquant des batteries au lithium. Il a rejoint CATL en 2012 et s’est imposé comme un élément clé du succès de la société.

Son expérience universitaire et industrielle lui permet de donner un précieux conseil aux aspirants inventeurs : « Posez plus de questions, ne cessez jamais d’apprendre et faites en sorte d’allier la pratique à la théorie. Vous ne pouvez pas tout faire et vous ne savez pas tout. Vous devez donc poser plus de [questions] et faire un maximum d’efforts afin d’aller plus vite au bout de vos idées. Deuxièmement, vous devez continuer d’apprendre, encore et toujours. Il est impossible de tout savoir simplement en posant une question. Vous devez apprendre, gagner en connaissance et en expérience afin de savoir quelle est votre prochaine étape. Pour finir, n’hésitez jamais à pratiquer. Mettez vos enseignements en pratique, appliquez l’apprentissage théorique à la résolution de problèmes réels. »