Un nouveau matériau d'électrode positive moins cher améliore les batteries au sodium entièrement solides
Améliorer les batteries rechargeables à haute capacité et les rendre moins chères en utilisant des matériaux courants
La demande de batteries rechargeables à haute densité d'énergie, telles que les batteries lithium-ion, augmente chaque année, à mesure que la société évolue vers la neutralité carbone. Les batteries sodium-ion, qui présentent un avantage en termes de ressources par rapport aux batteries lithium-ion, attirent davantage l'attention, car de nouveaux matériaux bon marché et performants continuent d'être développés.
En haut à gauche : un atome de fer se trouve au centre d'un tétraèdre (brun), entouré de quatre atomes de soufre (jaune). En haut à droite : plusieurs tétraèdres peuvent être combinés pour former de longues chaînes, qui peuvent être parallèles les unes aux autres. En bas : les atomes de sodium (verts) entrent ou sortent des tétraèdres, pendant l'oxydation et la réduction, d'une manière hautement réversible pour charger ou décharger la batterie, tout en gardant la structure intacte.
Atsushi Sakuda, OMU
Un groupe de recherche dirigé par le professeur associé Atsushi Sakuda, le président Masahiro Tatsumisago et le professeur Akitoshi Hayashi, à l'École supérieure d'ingénierie de l'Université métropolitaine d'Osaka, a réussi à mettre au point une nouvelle électrode positive, composée de Na2FeS2, pour les batteries au sodium entièrement solides. Ces batteries ont une capacité de stockage d'énergie élevée, une grande réversibilité et utilisent des éléments peu coûteux et facilement disponibles.
En outre, les batteries utilisant le Na2FeS2 comme électrode positive peuvent être chargées et déchargées pendant plus de 300 cycles, grâce à la structure cristalline unique du Na2FeS2 qui confère à l'électrode une longue durée de vie. La plupart des électrodes de sulfure métallique à haute capacité reposent sur des réactions de type conversion, au cours desquelles de grands réarrangements - pendant la charge et la décharge - sont associés à des réactions inhomogènes et à la dégradation. Le Na2FeS2, en revanche, atteint un haut degré de réversibilité pendant la charge et la décharge, en subissant des réactions de type insertion, qui permettent à l'électrode de conserver sa structure cristalline pendant de nombreux cycles.
"Les nouvelles électrodes positives Na2FeS2 sont bien équilibrées en termes de matériaux, de coût et de durée de vie ; nous espérons qu'elles pourront être utilisées dans des batteries au sodium entièrement solides", conclut le professeur Sakuda. "À l'avenir, nous poursuivrons nos recherches pour développer des batteries au sodium tout-solide moins chères et encore plus performantes, en examinant l'entrée et la sortie élevées pour une recharge rapide, ainsi qu'en fabriquant et en testant des matériaux anodiques supérieurs."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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