un nouvel électrolyte ultra fin

Amélioration de l’interface entre l’électrode et l’électrolyte dans les batteries à semi-conducteurs

(Rinnovabili.it) – Sur papier le batteries à l’état solide ils ont toutes les qualifications nécessaires pour surpasser les batteries lithium-ion « humides » traditionnelles. Ils sont plus sûrs, ne souffrent pas de limitation de tension et offrent une densité d’énergie et des performances cycliques plus élevées. En revanche, plusieurs obstacles techniques ont freiné sa généralisation, notamment dans le secteur automobile. Ceux-ci comprennent la mauvaise compatibilité de l’interface entre la cathode et l’électrolyte et l’augmentation de la résistance interne des matériaux solides pendant le cycle de charge/décharge.

Une équipe internationale, dirigée par le Professeur Seema Agarwal duUniversité de Bayreutha maintenant développé une solution possible : un électrolyte extrêmement fin qui entoure les particules de cathode comme une coquille. Le matériau étudié est un composite de polymère et de nanofibres céramiques d’à peine sept micromètres d’épaisseur, des dimensions qui lui permettent de pénétrer dans les pores de la cathode une fois déposés à sa surface.

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Par rapport aux batteries à semi-conducteurs précédentes, ce nouveau système offre plusieurs avantages. La première consiste en la création d’un contact stable entre les électrolytes et l’électrode. Et l’interface considérablement améliorée permet aux ions d’être activés dans la cathode, augmentant ainsi la capacité de stockage. En outre, l’approche améliore considérablement la fiabilité opérationnelle des dispositifs.

« Les batteries Li-ion conventionnelles qui utilisent de manière répétée des électrolytes liquides souffrent de problèmes de sécurité »explique le Dr Agarwal. « Il y a toujours un risque de fuite d’électrolyte, provoquant des courts-circuits et des pannes […] Un autre problème est la croissance de lithium sur l’anode, appelées dendrites d’interface, qui transpercent l’électrolyte et peuvent provoquer un court-circuit ou un incendie. Tous ces risques sont éliminés ou du moins considérablement réduits par notre électrolyte composite solide ultra-mince, qui a une stabilité thermique élevée ». Le système affiche actuellement une capacité spécifique de 159 mAh/g. Les chercheurs ont publié leur découverte dans la revue Matériaux énergétiques avancés (texte anglais).

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