Batteries Li2O à électrolyte solide pour battre les ions lithium

De nouvelles avancées « robustes » pour les batteries Li₂OU

(Rinnovabili.it) – Vient des États-Unis et plus précisément deInstitut de technologie de l’Illinois les dernières avancées dans le domaine de Piles Li₂OUune sous-catégorie de batteries rechargeables métal-air qui utilise l’oxydation du lithium et la réduction de l’oxygène pour générer du courant.

Sur le papier, ces cellules ont le potentiel non seulement de remplacer la technologie de stockage lithium-ion plus mature, mais aussi de rivaliser avec l’essence en termes de densité d’énergie. Cependant, la source même de ses avantages potentiels – à savoir la cathode – est aussi le « maillon faible » de ses performances actuelles. Les chemins réactionnels qui s’effectuent sur cette électrode peuvent en effet conduire à la formation de peroxyde de lithium ou de superoxyde de lithium susceptible de boucher la cathode, provoquant une décharge incomplète.

L’ingénieur chimiste Mohamed Asadi de l’Institut de technologie de l’Illinois, a trouvé une nouvelle conception qui pourrait résoudre définitivement le problème et permettre aux batteries lithium-air d’atteindre des densités d’énergie ultra-élevées.

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Une nouvelle recette pour les batteries lithium-air

Dans le détail, Asadi a créé une batterie Li₂Ou équipé d’un électrolyte solide au lieu des électrolytes liquides ou en gel plus traditionnels utilisés avec cette technologie. Le chercheur a choisi de miser sur nanoparticules de céramique incorporé dans un matrice polymère d’oxyde de polyéthylène modifié. Cette approche chimique permet d’exploiter la haute conductivité ionique de la céramique et la haute stabilité et la haute connexion interfaciale du polymère.

La recette évite non seulement la formation de peroxyde ou de superoxyde de lithium, mais permet également aux batteries Li₂Ou pour atteindre une densité énergétique supérieure à kWh par kg.

« Nous avons constaté que l’électrolyte à l’état solide contribue à environ 75 % à la densité d’énergie totale », explique Asadi. « Cela nous indique qu’il y a encore beaucoup de place à l’amélioration puisque nous pensons pouvoir minimiser son épaisseur sans compromettre les performances, et cela nous permettrait d’atteindre une densité d’énergie très élevée ». Les résultats de la recherche apparaissent sur Sciences (tests en anglais).

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