La transition vers des sources d’énergie plus respectueuses de l’environnement nécessite également des batteries rechargeables efficaces pour stocker cette énergie. Bien que les batteries lithium-ion soient actuellement les plus largement utilisées, les batteries sodium tout solide suscitent un intérêt croissant, car le sodium est beaucoup plus abondant que le lithium. Cette caractéristique devrait rendre les batteries sodium moins coûteuses, et les batteries tout solide sont considérées comme plus sûres. Cependant, des problèmes de traitement ont rendu la production de masse difficile jusqu’à présent.
Le professeur associé Atsushi Sakuda et le professeur Akitoshi Hayashi, tous deux de la Graduate School of Engineering de l’Université métropolitaine d’Osaka, ont dirigé une équipe de recherche dans le développement d’un processus pouvant conduire à la synthèse de masse de sulfures contenant du sodium.
En utilisant des polysulfures de sodium (sulfures avec deux atomes de soufre ou plus) à la fois comme matériau et comme flux, qui favorise la fusion, l’équipe a créé un électrolyte solide à base de sulfure présentant la conductivité ionique de sodium la plus élevée rapportée au monde – environ 10 fois supérieure à celle requise pour une utilisation pratique – et un électrolyte vitreux à haute résistance à la réduction.
La synthèse de masse de tels électrolytes présentant une conductivité et une formabilité élevées est essentielle pour l’utilisation pratique des batteries sodium tout solide.
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Selon le professeur Sakuda, «Ce processus nouvellement développé est utile pour la production de presque tous les matériaux à base de sulfure de sodium, y compris les électrolytes solides et les matériaux actifs d’électrode. De plus, par rapport aux méthodes conventionnelles, ce processus facilite l’obtention de matériaux affichant des performances supérieures, nous pensons donc qu’il deviendra un processus de référence pour le développement futur de matériaux pour les batteries sodium tout solide.»
Article : « Utilizing reactive polysulfides flux Na2Sx for the synthesis of sulfide solid electrolytes for all-solid-state sodium batteries » – DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103307
Légende illustration : L’électrolyte sulfuré solide synthétisé Na2.88Sb0.88W0.12S4 présente la conductivité de l’ion sodium la plus élevée au monde. Crédit : Atsushi Sakuda, Osaka Metropolitan University
