Batteries : 2000 cycles de charge et décharge stables grâce à l’additif innovant

Comment les dernières recherches en matière de batteries pourraient-elles changer la donne dans le domaine de l’énergie portable ? Une équipe de chercheurs propose une réponse captivante à cette question en créant des batteries au lithium-métal à l’état solide plus sûres et plus efficaces.

Dirigée par le Prof. Dr. Francesco Ciucci, titulaire de la chaire de conception d’électrodes pour les systèmes énergétiques électrochimiques à l’université de Bayreuth a collaboré avec des chercheurs en Chine pour résoudre l’incompatibilité entre le nitrate de lithium et le 1,3-dioxolane (DOL).

Grâce à l’intégration d’un nouvel additif à base de nitrate, cette équipe a pu créer des électrolytes quasi-solides pour des batteries à l’état solide. Ce développement a des répercussions importantes, car il permet la création de batteries au lithium-métal à l’état solide à la fois sûres, durables et simples à produire.

Conservation des méthodes de fabrication existantes

En même temps, la nature à l’état solide des batteries garantit un niveau élevé de sécurité, tandis que leur fabrication reste simple », commente le professeur Ciucci. Nous avons démontré l’universalité de l’approche en créant différents types de batteries lithium-métal. Nous avons démontré l’universalité de l’approche en créant différents types de batteries au lithium-métal. Notamment, la cellule Li-S en poche fabriquée présente des performances supérieures à celles des cellules Li-S en poche précédemment documentées. »

L’équipe a pu démontrer l’universalité de cette approche en développant divers types de batteries au lithium-métal. Ils ont notamment fabriqué une cellule Li-S de format poche aux performances supérieures à celles des cellules Li-S précédemment documentées.

Publiée dans la revue ‘Energy & Environmental Science‘, l’étude présente un nouvel additif spécifiquement conçu pour activer la polymérisation du DOL. Le résultat est la formation d’une couche d’interphase d’électrolyte solide riche en azote qui supprime les réactions parasites tout en augmentant l’efficacité de la batterie.

Plusieurs types de cellules de batteries ont été développés, notamment une cellule bouton à l’échelle du laboratoire qui a pu être chargée et déchargée plus de 2000 fois. Une cellule Li-S de format poche avec une haute densité énergétique de 304 Wh kg-1 a également été fabriquée.

En synthèse

Les travaux de l’équipe du Prof. Ciucci mettent en avant l’importance de la conception moléculaire dans la création d’additifs efficaces pour des électrolytes quasi-solides. Ils ouvrent la voie à des batteries au lithium-métal plus sûres et plus durables sans pour autant nécessiter une refonte complète des méthodes de fabrication actuelles.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’un électrolyte quasi-solide ?

Un électrolyte quasi-solide est un type d’électrolyte qui se situe entre les phases liquide et solide, offrant ainsi les avantages des deux.

Quel est l’additif à base de nitrate ?

L’additif est le triéthylène glycol dinitrate, spécifiquement conçu pour permettre la polymérisation du DOL.

Quelle est l’importance de la couche d’interphase d’électrolyte solide ?

Elle supprime les réactions parasites qui pourraient diminuer l’efficacité et la durée de vie de la batterie.

Quels sont les types de batteries développées ?

Des cellules bouton à l’échelle du laboratoire et une cellule Li-S de format poche avec une haute densité énergétique ont été fabriquées.

Comment ces recherches impactent-elles les méthodes de fabrication actuelles ?

Elles permettent d’employer les méthodes de fabrication actuelles, simplifiant ainsi la transition vers ces nouvelles batteries.

Crédit image / Midjourney