Cette invention va drastiquement améliorer les performances des batteries électriques au lithium

Bien que les performances des batteries au lithium aient considérablement augmenté ces dernières années grâce à la science, des améliorations sont encore nécessaires. Les travaux d’optimisation visent non seulement à accroitre leur densité énergétique, mais aussi à réduire leurs coûts ainsi que leur impact sur l’environnement. En Corée du Sud, une équipe de recherche composée du Dr Han Joong Tark et de l’étudiant chercheur Lee Do Geun du Centre de recherche sur les technologies nanohybrides du KERI a ainsi développé un nouveau type d’anode conçu spécialement pour les batteries lithium-ion. Un article consacré à ce projet de recherche passionnant a été publié dans la prestigieuse revue scientifique Advanced Functional Materials.

Un procédé innovant

Comme le précisent les chercheurs dans leur étude, leur travail porte sur la création de « matériaux d’anode composites en carbone dopé au silicium et à l’azote » afin d’améliorer les performances générales des accumulateurs au lithium. Pour atteindre leur objectif, ils ont développé un procédé innovant permettant de combiner le graphite et le silicium. En effet, même s’il permet d’atteindre une densité énergétique largement au-dessus de celle du graphite, ce dernier a l’inconvénient d’être très sensible aux variations de température. En conséquence, il se dilate 3 à 4 fois pendant la charge et la décharge, ce qui a pour effet d’entraver l’efficacité.

Des nanotubes de carbone à paroi unique

Afin de maximiser le taux de concentration en silicium de leur nouveau matériau d’anode, le Dr Han Joong Tark et Lee Do Geun ont utilisé des nanotubes de carbone à paroi unique dopés à l’azote et du graphène. Cependant, en raison de leur petit diamètre et de leur conductivité supérieure à celle des nanotubes à paroi multiples, les nanotubes adoptés par l’équipe présentaient des problèmes de dispersion. Face à cela, les chercheurs ont mis au point de nouveaux procédés de fonctionnalisation et de dispersion colloïdale qui permettent d’ajouter plus facilement de l’azote à la surface des nanotubes de carbone.

Des performances plus durables

En appliquant les nanotubes de carbone qu’ils ont créés aux anodes des batteries au lithium, les scientifiques ont constaté une nette augmentation de la vitesse de transfert des ions de lithium vers le silicium. Un phénomène qui, d’après eux, contribue à l’amélioration de la vitesse de charge. De plus, cette conception augmenterait la stabilité. Les tests en laboratoire ont montré que la batterie équipée de la nouvelle électrode positive pouvait conserver jusqu’à 82 % de sa capacité après 100 cycles de charge/décharge, contre seulement 30 % pour les anodes traditionnelles. Plus d’infos : doi.org. Que pensez-vous de cette technologie ? Je vous invite à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .