Pékin, le 25 avril 2026 – Une équipe de recherche dirigée par Lu Lei, chercheuse à l'Institut de recherche sur les métaux de l'Académie chinoise des sciences (IMR CAS), a réalisé une avancée majeure dans le domaine des matériaux à base de cuivre, en développant avec succès une « feuille de cuivre ultra-résistante » alliant une résistance extrême, une conductivité élevée et une excellente stabilité thermique. Ce matériau innovant, dont la résistance à la traction atteint 900 MPa, lève le voile sur le « triangle d'incompatibilité » qui caractérisait jusqu'alors les feuilles de cuivre, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour la modernisation du secteur du stockage d'énergie.
Le cuivre possède une résistance et une ténacité élevées, lui permettant de résister aux chocs et aux vibrations. Contrairement aux matériaux moins résistants, il ne se desserre pas et ne se casse pas, garantissant ainsi un fonctionnement stable du système. La nouvelle feuille de cuivre haute performance exploite ces avantages de manière optimale grâce à sa microstructure unique à « nanodomaines ordonnés en gradient ».
L'innovation majeure de cette feuille de cuivre ultra-résistante réside dans sa microstructure : l'équipe de recherche a créé des nanodomaines haute densité d'une taille moyenne de seulement 3 nanomètres sur un substrat de cuivre de haute pureté de 10 microns d'épaisseur, grâce à une technologie de dépôt électrolytique compatible avec les procédés industriels. Ces nanodomaines sont répartis selon un gradient périodique dans l'épaisseur de la feuille de cuivre, à la manière d'un « maille d'acier nanométrique » au sein du matériau, ce qui renforce considérablement sa résistance tout en garantissant une excellente conductivité.
Les données d'essai montrent que la résistance à la traction de la feuille de cuivre ultra-résistante atteint 900 MPa, soit 1,5 à 2 fois celle d'une feuille de cuivre industrielle ordinaire (300 à 600 MPa). Parallèlement, sa conductivité électrique se maintient à 90 % de l'ICS, soit environ le double de celle des alliages de cuivre traditionnels de même résistance. Plus important encore, le matériau présente une excellente stabilité thermique : ses performances restent quasiment inchangées après 180 jours à température ambiante, résolvant ainsi le problème de la dégradation des performances des matériaux en cuivre haute résistance due à l'auto-recuit.
Pour l'industrie du stockage d'énergie, qui impose des exigences strictes en matière de fiabilité des matériaux, les propriétés mécaniques et la stabilité exceptionnelles de la feuille de cuivre de haute qualité présentent des avantages indéniables. Le cuivre possède une résistance et une ténacité élevées, lui permettant de résister aux chocs et aux vibrations. Contrairement aux matériaux moins résistants, il ne se desserre pas et ne se casse pas, garantissant ainsi un fonctionnement stable du système. Cette caractéristique est particulièrement cruciale pour les systèmes de stockage d'énergie qui doivent fonctionner de manière stable et durable, car elle permet de résister efficacement aux contraintes mécaniques liées au transport, à l'installation et à l'utilisation quotidienne, et d'éviter les risques pour la sécurité tels que le desserrage des bornes, la rupture et la surchauffe dus à une défaillance du matériau.
Outre ses excellentes propriétés mécaniques, la feuille de cuivre de haute qualité présente également de vastes perspectives d'applications industrielles. Elle peut être largement utilisée dans les collecteurs de courant, les bornes, les barres omnibus en cuivre et d'autres composants clés des batteries de stockage d'énergie, contribuant ainsi à améliorer la densité énergétique, l'efficacité de charge et la sécurité de ces systèmes. Il convient de souligner que ce matériau a atteint une capacité de production industrielle continue, jetant ainsi les bases de son application à grande échelle dans le domaine du stockage d'énergie.
Les experts du secteur ont souligné que l'apparition de la feuille de cuivre ultra-performante offre non seulement une nouvelle perspective de conception pour la fabrication de matériaux en cuivre haute performance, mais insuffle également une dynamique forte au développement de haute qualité de l'industrie mondiale du stockage d'énergie. Matériau clé reliant l'amont et l'aval de la chaîne de valeur du stockage d'énergie, la généralisation et l'application de la feuille de cuivre ultra-performante favoriseront la modernisation des équipements de stockage d'énergie et contribueront à la transition énergétique mondiale.
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Jiaxin (Xiamen) Precise Metal C0.,Ltd.
