Batterie Al-ion : capacité (presque) d’origine après 250 000 cycles de charge

7 février 2018, 19:13
Cette batterie Al-ion conserve une capacité de 92% après 250 000 cycles de charge.
Cette batterie Al-ion conserve une capacité de 92% après 250 000 cycles de charge.
Les batteries aluminium-ion (Al-ion) possèdent certains avantages importants sur les technologies existantes : des matériaux peu coûteux et ininflammables, et des anodes d’aluminium à haute capacité utilisant les propriétés d’oxydoréduction pour l’échange de trois électrons. Jusqu'à une période récente, cette batterie souffrait cependant des mauvaises performances de la cathode, à l'origine de la limitation de la capacité de l'accumulateur, mais aussi d'un courant maximal et d'un nombre de cycles de charge insuffisants. Comparé aux batteries Li-ion et aux supercondensateurs, ce procédé ne donnait pas satisfaction. C'était sans compter sur une équipe de recherche chinoise qui a réussi à apporter des améliorations significatives à cette technologie.

Sous l’égide du professeur Gao Chao, une équipe du département de science des polymères de l’université du Zhejiang (ZJU) a développé le processus 3H3C (Trihigh Tricontinuous) pour réaliser une cathode idéale en films de graphène possédant d'excellentes propriétés électrochimiques.
La disposition des cristaux liquides de graphène produit une structure hautement orientée. Un procédé de recuit à haute température sous pression gazeuse permet de créer une structure de graphène de qualité, offrant d'excellentes propriétés de canalisation. Ce processus 3H3C conduit à une batterie aluminium-graphène aux propriétés exceptionnelles. Elle permet tout d'abord d'obtenir un nombre énorme de cycles : après 250 000 cycles de charge, la capacité de la batterie est encore de 91,7 % de la valeur d'origine. En outre, la batterie possède une capacité de courant élevée (111 mAh / g 400 A / g étant fonction de la cathode), fonctionne dans un intervalle de températures comprises entre - 40 et + 120 °C et utilise des matériaux ininflammables.
 

Outre les développements prévus dans le domaine des électrolytes à faible coût, la batterie aluminium-graphène pourrait être une concurrente sérieuse pour les systèmes de stockage d'énergie à haute densité utilisant des condensateurs. En outre, le processus 3H3C peut aussi s’appliquer à d'autres matériaux entrant dans la constitution d'électrodes pour améliorer leurs propriétés électrochimiques.

Les résultats de ces recherches ont été publiés sur le site Science Advances.

 
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