Des scientifiques conçoivent un jeu

Jul 03, 2023

Crédit image : Laboratoire de stockage et de conversion d'énergie de l'UC San Diego / Diyi Cheng

Par la rédaction d'E&T

Publié le vendredi 4 août 2023

Une équipe de l’Université de Californie à San Diego et de l’Université de Chicago a mis au point un nouveau matériau qui pourrait être utilisé pour créer des batteries au lithium fonctionnant sans pression externe.

L’équipe a réussi à créer une version autonome en couche mince d’oxynitrure de lithium-phosphore (LiPON), un électrolyte à l’état solide.

Les versions autonomes du film LiPON (FS-LiPON) ont subi plusieurs tests fonctionnels de batterie qui ont montré qu'elles étaient capables de favoriser un dépôt électrochimique de lithium métallique uniformément dense sous une pression externe nulle.

Les batteries au lithium métal suscitent de l’intérêt depuis de nombreuses années en raison de leur haute densité énergétique. Cependant, leur application pratique a été limitée en raison de problèmes de sécurité et de la tendance du lithium à former des dendrites, ce qui peut provoquer des courts-circuits et réduire la durée de vie de la batterie.

LiPON a été décrit comme « potentiellement révolutionnaire » car il pourrait permettre le développement d’un nouveau type de batterie au lithium métal qui fonctionne avec une pression externe minimale, réduisant ainsi le risque de formation de dendrites et améliorant les performances.

LiPON a été développé à l'origine par un groupe de scientifiques du laboratoire national d'Oak Ridge en 1992. Jusqu'à présent, il était très difficile à produire et à faire des recherches, et n'a donc pas été largement testé pour la production de batteries.

Cependant, les chercheurs ont pu développer une nouvelle approche de l'électrolyte utilisant une membrane fine et flexible constituée d'un polymère appelé oxyde de polyéthylène (PEO).

La membrane PEO laisse passer les ions lithium tout en bloquant la formation de dendrites. Il peut également résister à des températures élevées, ce qui le rend adapté à une utilisation dans des batteries hautes performances. Ceci est important car les batteries au lithium métal ont le potentiel de stocker plus d’énergie que les batteries lithium-ion actuelles, mais nécessitent des températures de fonctionnement plus élevées.

Les batteries à couches minces basées sur LiPON ont de nombreuses applications dans divers domaines, tels que les appareils portables et autres appareils électroniques compacts.

"Dans l'ensemble, cette recherche constitue une avancée significative dans le développement des batteries au lithium métal", ont déclaré les chercheurs. "Avec de nouvelles améliorations, ces batteries pourraient révolutionner l'industrie du stockage d'énergie et permettre l'adoption généralisée de sources d'énergie renouvelables."

Les découvertes des chercheurs ont été publiées dans un article de la revue Nature Nanotechnology.

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