Des chercheurs ont découvert une nouvelle façon d'augmenter la densité énergétique des batteries

Une équipe de chercheurs de l'Université Hanyang de Séoul a développé une nouvelle méthode pour améliorer les performances et la longévité des batteries utilisées dans divers appareils électroniques et véhicules. Leur méthode, qui consiste à nettoyer/lavage et revêtement des cathodes de la batterie avec une solution spéciale, a été publiée dans la prestigieuse revue L'énergie de la nature.

Les batteries sont essentielles pour alimenter de nombreux appareils modernes, des smartphones et ordinateurs portables aux voitures et robots électriques. Cependant, l’un des défis majeurs auxquels sont confrontés les développeurs de batteries est de savoir comment augmenter la densité énergétique et la longévité des cellules de batterie, en particulier celles qui utilisent des cathodes riches en nickel (dans) Matériaux en couches.

Avantages des cathodes riches en nickel

Les cathodes riches en nickel présentent de nombreux avantages, tels qu'une capacité élevée et un faible coût. Cependant, ils présentent également un sérieux inconvénient : ils ont tendance à se décomposer rapidement en raison de leur forte interaction avec leur environnement. Cela conduit à la formation de composés de lithium indésirables à la surface de la cathode et à des réactions secondaires nocives avec l'électrolyte, le fluide qui transporte la charge électrique dans la batterie.

Nettoyage des cathodes avec des ions cobalt

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont trouvé une solution simple mais efficace, qui consiste à laver les cathodes avec de l'eau contenant du cobalt dissous (une entreprise) des ions. Ce processus élimine l’excès de lithium de la surface de la cathode et crée une fine couche uniforme riche en cobalt qui agit comme un bouclier protecteur. Cette couche empêche le contact direct de la cathode avec l'électrolyte, réduisant ainsi le risque de dégradation supplémentaire.

Les chercheurs ont également ajouté une couche de fluor à la cathode lavée, ce qui augmente la stabilité et l'intégrité de la cellule de la batterie. Le revêtement fluoré empêche les sels électrolytiques de se décomposer et de former des bulles de gaz qui pourraient faire gonfler et exploser la batterie.

Les chercheurs ont testé la technique de lavage et de placage sur plusieurs cathodes riches en nickel, améliorant considérablement leurs performances et leur durée de vie. Les cathodes traitées conservent plus de 90 % de leur capacité d'origine après 500 cycles, contre moins de 80 % pour les cathodes non traitées. Elles présentent également une densité énergétique plus élevée et moins de génération de gaz par rapport aux cathodes conventionnelles.

Les chercheurs espèrent que leur technologie ouvrira la voie au développement de batteries plus efficaces et plus fiables pour diverses applications, notamment les véhicules électriques et l’électronique à grande échelle. Ils espèrent également que leurs résultats inspireront d’autres chercheurs à explorer de nouvelles façons d’augmenter la stabilité et la longévité des cathodes riches en nickel.