Une percée dans la technologie des batteries à l'état solide, qui améliore les performances du lithium à partir de la base
Une équipe de recherche, composée du professeur Soojin Park du département de chimie, du candidat au doctorat Sangyeop Lee de la division de la science des matériaux avancés, du docteur Sungjin Cho et de l'étudiant en maîtrise Hyunbeen Choi du département de chimie de l'université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH), ainsi que des docteurs Jin Hong Kim et Hongyeul Bae du POSCO N.EX.T Hub, a récemment amélioré avec succès les performances et la durabilité des batteries à l'état solide. Cette percée a été rendue possible par la mise en œuvre d'une nouvelle approche connue sous le nom d'électrodéposition par le bas. Leurs recherches ont été publiées dans la revue internationale "Small".
Diagramme illustrant la stabilisation d'une batterie à l'état solide à base d'anode de lithium métal par le mécanisme d'électrodéposition par le bas
POSTECH
Utilisées dans diverses applications telles que les véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie, les batteries secondaires reposent généralement sur des électrolytes liquides. Cependant, l'inflammabilité des électrolytes liquides pose un risque d'incendie. C'est pourquoi des recherches sont en cours pour explorer l'utilisation d'électrolytes solides et du métal lithium (Li) dans les batteries à l'état solide, offrant ainsi une option plus sûre.
Dans le fonctionnement des batteries à l'état solide, le lithium est plaqué sur une anode et le mouvement des électrons est exploité pour produire de l'électricité. Au cours du processus de charge et de décharge, le lithium métal subit un cycle de perte d'électrons, de transformation en ion, de récupération d'électrons et d'électrodéposition sous sa forme métallique. Cependant, l'électrodéposition inconsidérée de lithium peut rapidement épuiser le lithium disponible, ce qui entraîne une réduction significative des performances et de la durabilité de la batterie.
Pour résoudre ce problème, l'équipe de recherche a collaboré avec le POSCO N.EX.T Hub pour développer une couche de protection de l'anode composée d'un liant fonctionnel (PVA-g-PAA) pour les batteries à l'état solide. Cette couche présente des propriétés exceptionnelles de transfert de lithium, empêchant l'électrodéposition aléatoire et favorisant un processus d'"électrodéposition par le bas". Cela garantit que le lithium est déposé uniformément à partir du bas de la surface de l'anode.
À l'aide d'un microscope électronique à balayage (MEB), l'équipe de recherche a effectué une analyse qui a confirmé la stabilité de l'électrodéposition et du détachement des ions de lithium. Cela a permis de réduire considérablement la consommation inutile de lithium. Les batteries entièrement à l'état solide développées par l'équipe ont également démontré des performances électrochimiques stables sur de longues périodes, même avec du lithium métal aussi fin que 10 micromètres (μm) ou moins.
Le professeur Soojin Park, qui a dirigé les recherches, a exprimé son engagement en déclarant : "Nous avons conçu un système de batterie durable à l'état solide grâce à une nouvelle stratégie d'électrodéposition." Il a ajouté : "En poursuivant nos recherches, nous visons à fournir des moyens plus efficaces d'améliorer la durée de vie des batteries et d'augmenter la densité énergétique." En s'appuyant sur les résultats de la collaboration, POSCO Holdings prévoit d'avancer vers la commercialisation d'anodes en lithium métal, un matériau essentiel pour la prochaine génération de batteries secondaires.
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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