Batteries Li-ion : une clé microscopique

4 mai 2018, 11:30
Batteries Li-ion : une clé microscopique
Batteries Li-ion : une clé microscopique
Les chercheurs du laboratoire national d'Argonne, aux États-Unis, ont réussi à mieux comprendre les processus chimiques des batteries au lithium qui déterminent la durée de vie et la stabilité de leurs cellules. Ces réactions ont lieu dans un film d’épaisseur microscopique baptisé « interphase solide-électrolyte » (SEI), qui se forme dans la batterie à l'interface entre l'électrolyte fluide et l'électrode solide.

Lors de la charge d’une batterie au lithium, la réaction électrochimique du fluorure d'hydrogène produit un fluorure de lithium composé, qui influe de manière significative sur les performances de la batterie. La réaction dépend essentiellement du matériau constituant l'électrode négative (métal, graphène ou matériau graphitique). Le choix de ce matériau est crucial car il détermine la nature et le degré des réactions chimiques. L'équipe de chercheurs a utilisé une méthode inédite pour surveiller la concentration en fluorure d'hydrogène, sous-produit indésirable résultant de la réaction entre un sel contenu dans l'électrolyte et les traces d'humidité présentes.  Cette nouvelle méthode de contrôle constituera un outil important pour faciliter d'autres études relatives à l’interphase solide-électrolyte.

Batteries Li-ion plus performantes

Depuis les recherches initiales sur les premières cellules lithium-ion dans les années 1970 au sein des laboratoires de l’université technique de Munich (TUM), les chercheurs ont cherché à expliquer de manière détaillée les processus actifs dans cette interphase, et la composition précise de ce film de 1 μm. En effet, les caractéristiques de la batterie dépendent dans une très large mesure de la qualité de cette mince couche. Les processus étant aujourd'hui plus clairs, il sera possible d'optimiser encore la conception des batteries Li-ion et d'accroître leur durée de vie. Ces recherches ont d’ailleurs déjà été appliquées avec succès dans certains modèles de batteries commercialisés.

Si vous souhaitez en savoir plus, n’hésitez pas à consulter le communiqué de presse du laboratoire national d'Argonne ici.

 
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