jeudi, juillet 10, 2025
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Une approche de fabrication "à froid" pour produire des batteries de nouvelle génération

Des chercheurs de l'État de Pennsylvanie, dont l'étudiant diplômé Ta-Wei Wang (photo), ont récemment publié leurs travaux sur l'application d'une technique de fabrication avancée à la création de batteries. Crédit : fourni par Hongtao Sun.

Une approche de fabrication « à froid » pour produire des batteries de nouvelle génération

par La rédaction
23 mai 2025
en Batterie, Technologie

Ty Tkacik

Les batteries lithium-ion sont un élément essentiel de la fabrication des appareils depuis des années, mais les électrolytes liquides dont elles dépendent pour fonctionner sont assez instables, ce qui entraîne des risques d’incendie et des problèmes de sécurité. Aujourd’hui, des chercheurs de l’État de Pennsylvanie sont à la recherche d’une solution alternative fiable de stockage de l’énergie pour les ordinateurs portables, les téléphones et les véhicules électriques : les électrolytes à l’état solide (SSE).

Selon Hongtao Sun, professeur adjoint d’ingénierie industrielle et de fabrication, les batteries solides – qui utilisent des SSE au lieu d’électrolytes liquides – constituent une alternative de premier plan aux batteries lithium-ion traditionnelles. Il explique qu’en dépit de différences importantes, les batteries fonctionnent de manière similaire à un niveau fondamental.

« Les batteries rechargeables contiennent deux électrodes internes : une anode d’un côté et une cathode de l’autre« , a indiqué M. Sun. « Les électrolytes servent de pont entre ces deux électrodes, assurant un transport rapide pour la conductivité. Les batteries lithium-ion utilisent des électrolytes liquides, tandis que les batteries à l’état solide utilisent des SSE. » 

« Les batteries à l’état solide offrent une stabilité et une sécurité accrues par rapport aux batteries lithium-ion traditionnelles, mais elles sont confrontées à plusieurs défis en matière de fabrication et de conductivité« , a expliqué M. Sun. Par exemple, les températures élevées introduites dans le processus de fabrication, en particulier avec les SSE à base de céramique, peuvent entraver leur production et leur mise en œuvre pratique. 

Pour surmonter ce défi, Sun et son équipe ont utilisé une technique connue sous le nom de frittage à froid – un processus dans lequel les matériaux en poudre sont chauffés, traités avec un solvant liquide et comprimés dans une forme plus dense – pour incorporer un SSE composite céramique-polymère hautement conducteur connu sous le nom de LATP-PILG. La méthode est dite « froide » parce qu’elle fonctionne à des températures de traitement nettement inférieures à celles du frittage traditionnel, en s’appuyant sur la pression appliquée et sur une petite quantité de solvant liquide pour mener à bien le processus.

Articles à explorer

Et si on repérait les batteries défectueuses avant qu'elles ne tombent en panne

Et si on repérait les batteries défectueuses avant qu’elles ne tombent en panne

2 juillet 2025
La Finlande inaugure la plus grande batterie de sable pour chauffer Pornainen en hiver

La Finlande inaugure la plus grande batterie de sable au monde pour chauffer Pornainen

1 juillet 2025

Les SSE traditionnels à base de céramique sont généralement composés de grains polycristallins – des matériaux constitués de centaines de cristaux minuscules – séparés par des joints de grains. Selon M. Sun, ces joints de grains sont considérés comme des défauts qui entravent le transport des ions conducteurs. Pour réduire la perte de conduction dans les SSE à base de céramique, l’équipe de Sun a co-soudé un gel liquide poly-ionique (PILG) avec des céramiques LATP pour former un SSE composite polymère-céramique, un matériau idéal à utiliser en raison de sa stabilité et de sa haute conductivité.

Le processus de frittage à froid consiste à prendre une petite quantité de poudre, chargée au centre du système, et à utiliser une combinaison de chaleur, de pression et de solvant liquide pour créer un matériau dense en vrac destiné à être utilisé dans les SSE. Crédit : fourni par Hongtao Sun.

Le PILG agit comme une « limite de grain » hautement conductrice dans le SSE, facilitant le transport des ions à travers des limites conçues plutôt qu’à travers des interfaces naturelles sujettes aux défauts. Selon M. Sun, l’équipe a d’abord tenté d’utiliser le frittage traditionnel à haute température pour développer ses nouveaux SSE, mais elle s’est immédiatement heurtée à des problèmes.  

« L’un des défis de la fabrication des SSE composites à base de LATP est que la température de frittage de la céramique est très élevée, au point que le frittage traditionnel brûlerait en fait tous les additifs tels que le composé polymère avant que la céramique ne puisse être correctement densifiée« , a commenté M. Sun. « C’est pourquoi nous avons dû mettre en œuvre le frittage à froid, afin de maintenir les températures à un niveau beaucoup plus bas.« 

La technologie de frittage à froid a été développée en 2016 dans le cadre d’un projet de recherche dirigé par Clive Randall, directeur de l’Institut de recherche sur les matériaux de Penn State et professeur émérite de science et d’ingénierie des matériaux. Son application au développement de batteries à l’état solide est apparue en 2018, lorsqu’un chercheur postdoctoral du laboratoire d’Enrique Gomez, professeur de génie chimique et doyen associé par intérim pour l’équité et l’inclusion du College of Engineering, a fritté à froid des électrolytes composites en céramique.

Selon M. Sun, le frittage traditionnel exige des températures avoisinant 80 % du point de fusion du matériau, ce qui, pour les composés céramiques comme le LATP, peut facilement atteindre 900 à 1 000 degrés Celsius.

« Pour cette application, nous avons pu maintenir des températures de frittage très basses, de l’ordre de 150 degrés Celsius », précise M. Sun. « Cela nous permet d’intégrer différents types de matériaux dans une forme très dense en utilisant le processus de frittage à froid, indépendamment de leurs températures de traitement distinctes.

En frittant les céramiques LATP avec le gel PILG, l’équipe de M. Sun a mis au point des SSE composites dotés d’une conductivité ionique élevée à température ambiante, entre autres atouts.

« En plus d’une conductivité améliorée, notre SSE composite polymère-céramique présente une fenêtre de tension très large, entre 0 et 5,5 volts« , a dit encore M. Sun, expliquant que les électrolytes liquides traditionnels ont une fenêtre de 0 à 4 volts. « La large fenêtre de tension de nos électrolytes composites en céramique permet d’utiliser des cathodes à haute tension, ce qui permet à la batterie de générer plus d’énergie. »

Pour M. Sun, les applications de cette technologie de frittage à froid pourraient un jour aller au-delà de l’amélioration des batteries. Il estime que le frittage à froid a de grandes implications sur la manière dont les entreprises abordent l’utilisation des matériaux composites céramiques dans la fabrication en général, ainsi que dans des industries plus spécifiques telles que la fabrication de semi-conducteurs.

« Notre prochain objectif est de développer un système de fabrication durable qui permette la production à grande échelle et la recyclabilité, car c’est la clé des applications industrielles de cette technologie » , a conclu M. Sun. « C’est la grande vision à laquelle nous espérons travailler dans les années à venir. »

Article : « Probing cold sintering-regulated interfaces and integration of polymer-in-ceramic solid-state electrolytes » – DOI : doi.org/10.1016/j.mtener.2025.101829

Aller à l'essentiel en cliquant sur les boutons suivants :

  Résume: ChatGPT   Explore: Perplexity   Eclaire: Grok   Analyse: Claude AI
Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Tags: anodebatteriecathodefroid
Article précédent

Ami ou ennemi : les constructeurs d’habitations ont beaucoup à apprendre des termites

Article suivant

Les énergies renouvelables réduisent-elles la production de combustibles fossiles aux États-Unis ?

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Un modèle simple qui explique la lévitation magnétique créée par un aimant tournant
Recherche

Un modèle simple qui explique la lévitation magnétique créée par un aimant tournant

il y a 9 heures
L'IA pour découvrir un nouveau matériau optimal pour éliminer la contamination par l'iode radioactif
Intelligence artificielle

L’IA pour découvrir un nouveau matériau optimal pour éliminer la contamination par l’iode radioactif

il y a 10 heures
Du verre à l'acier en passant par les terres rares, les nouveaux matériaux ont changé la société tout au long de l'histoire
Matériaux

Du verre à l’acier en passant par les terres rares, les nouveaux matériaux ont changé la société tout au long de l’histoire

il y a 16 heures
Une sonde robotisée mesure rapidement les propriétés essentielles des nouveaux matériaux
Robotique

Une sonde robotisée mesure rapidement les propriétés essentielles des nouveaux matériaux

il y a 1 jour
La réduction des dépenses militaires américaines pourrait faire baisser considérablement la consommation d'énergie
Recherche

La réduction des dépenses militaires américaines pourrait faire baisser considérablement la consommation d’énergie

il y a 1 jour
Réduire la consommation d'énergie grâce aux matériaux à changement de phase
Matériaux

Réduire la consommation d’énergie grâce aux matériaux à changement de phase

il y a 1 jour
Plus d'articles
Article suivant
Les énergies renouvelables réduisent-elles la production de combustibles fossiles aux États-Unis ?

Les énergies renouvelables réduisent-elles la production de combustibles fossiles aux États-Unis ?

L'accès à l’eau potable en situation de crise : un pilier oublié de la résilience énergétique

L'accès à l’eau potable en situation de crise : un pilier oublié de la résilience énergétique

Une nouvelle étude rapproche les batteries qui absorbent les émissions de carbone de la réalité

Une nouvelle étude rapproche les batteries qui absorbent les émissions de carbone de la réalité

Laisser un commentaire Annuler la réponse

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme : Amazon partenaire

Articles récents

Face aux canicules et à la hausse des coûts de l'énergie, la climatisation n'est pas la seule solution. Découvrez le principe du "free cooling" par ventilation nocturne : une stratégie bioclimatique efficace et bas carbone pour rafraîchir votre logement, améliorer votre confort d'été et réduire significativement vos factures d'électricité.

Le « free cooling » par ventilation nocturne : la solution bas carbone pour rafraîchir son logement en été

10 juillet 2025
Turbines sous-marines : un pari sur la fiabilité pour exploiter l’énergie des marées

Turbines sous-marines : un pari sur la fiabilité pour exploiter l’énergie des marées

10 juillet 2025
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales
  • Confidentialité
  • Contact

© 2025 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2025 Enerzine.com