Une nouvelle chimie pour les batteries à ultra-haute densité de puissance
Optimiser davantage la conception des batteries, avec le potentiel de transformer l'électrification des transports.
Mohammad Asadi, professeur adjoint de génie chimique à l'Illinois Institute of Technology, a publié dans la revue Science un article décrivant la chimie à l'origine de sa nouvelle conception de batterie lithium-air. Les résultats obtenus lui permettront d'optimiser davantage la conception de la batterie, qui pourrait atteindre des densités de puissance très élevées, bien au-delà de la technologie lithium-ion actuelle.
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La conception de la batterie a le potentiel de stocker un kilowattheure par kilogramme ou plus - quatre fois plus que la technologie de la batterie lithium-ion, ce qui serait transformateur pour l'électrification des transports, en particulier les véhicules lourds comme les avions, les trains et les sous-marins.
M. Asadi souhaitait fabriquer une batterie à électrolyte solide, qui offre des avantages en termes de sécurité et d'énergie par rapport aux batteries à électrolyte liquide, et cherchait une option qui serait compatible avec les technologies de cathode et d'anode qu'il a développées pour les batteries lithium-air. Il a choisi un mélange de polymère et de céramique, qui sont les deux électrolytes solides les plus courants, mais qui présentent tous deux des inconvénients. En les combinant, Asadi a découvert qu'il pouvait tirer parti de la conductivité ionique élevée de la céramique et de la grande stabilité et de la connexion interfaciale élevée du polymère.
Le résultat permet à la réaction réversible critique qui permet à la batterie de fonctionner - la formation et la décomposition du dioxyde de lithium - de se produire à des taux élevés à température ambiante, ce qui constitue la première démonstration de ce phénomène dans une batterie lithium-air.
Comme décrit dans l'article de Science, Asadi a mené une série d'expériences qui démontrent la science derrière la façon dont cette réaction se produit.
"Nous avons découvert que l'électrolyte à l'état solide contribue à environ 75 % de la densité énergétique totale. Cela nous indique qu'il y a une grande marge d'amélioration, car nous pensons pouvoir minimiser cette épaisseur sans compromettre les performances, ce qui nous permettrait d'atteindre une densité énergétique très, très élevée", explique M. Asadi.
Ces expériences ont été menées en collaboration avec l'université de l'Illinois à Chicago et l'Argonne National Laboratory. M. Asadi indique qu'il prévoit de travailler avec des partenaires industriels pour optimiser la conception de la batterie et la préparer à la fabrication.
"Cette technologie est une percée, et elle a ouvert une grande fenêtre de possibilités pour la mise sur le marché de ces technologies", déclare M. Asadi.
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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