Des chercheurs mettent au point une membrane qui stabilise les batteries au lithium
"Le lithium est comme un enfant indiscipliné".
Pour de nombreuses personnes, les appareils électroniques alimentés par batterie, comme les téléphones portables, les ordinateurs portables et même les véhicules électriques, sont désormais une nécessité. Cependant, ces appareils doivent généralement être rechargés au moins une fois par jour. L'augmentation de la durée entre les charges nécessite le développement de batteries capables de stocker plus d'énergie. Si les électrodes en lithium métal promettent d'améliorer considérablement la densité d'énergie, leur manque de stabilité signifie que les batteries ont une courte durée de vie et sont associées à de sérieux risques pour la sécurité.
Comment fonctionnent les films TIO2 à structure opale inverse ?
GUORAN LI
Dans une étude publiée dans la revue KeAi, Green Energy & Environment, un groupe de chercheurs de l'université de Nankai, en Chine, et de l'université de Cambridge, au Royaume-Uni, présente une nouvelle méthode qu'ils ont mise au point pour stabiliser les électrodes de lithium. Elle s'appuie sur un film protecteur d'interface d'électrode à structure opale inverse, qui contrôle efficacement le processus d'électrodéposition des ions à la surface de l'électrode.
"Le lithium est comme un enfant indiscipliné", explique l'un des auteurs de l'étude, Guoran Li, professeur de chimie des matériaux à l'école de science et d'ingénierie des matériaux de l'université de Nankai. "Son comportement capricieux dans le processus de réaction de l'électrode entraîne une surface d'électrode inégale et des dendrites pointues qui peuvent percer le séparateur et provoquer un incendie. Ces phénomènes rendent la batterie instable et dangereuse."
Pour contrôler cette irrégularité, le professeur Li et ses collègues chercheurs ont décidé de s'éloigner de la méthode traditionnelle utilisée pour protéger les surfaces des électrodes de la corrosion, et de développer une membrane avec une structure régulière et des composants actifs pour gérer le comportement du lithium.
Il explique : "Les canaux hautement ordonnés de la structure en opale inversé uniformisent la distribution des ions lithium et régulent efficacement chaque étape du processus d'électrodéposition pour atteindre l'objectif final, c'est-à-dire faire fonctionner l'électrode de lithium métallique de manière stable pour les batteries."
Selon Wu Xuewen, le doctorant qui a mené l'enquête et la curation des données, il s'agit d'un résultat de recherche précieux dans le domaine des électrodes de lithium (Li) métal. "Notre recherche montre que la structure régulière et les composants actifs de la membrane protectrice peuvent réguler efficacement le processus de réaction de l'électrode pour améliorer les performances électrochimiques finales." Il ajoute : "Nous espérons que notre étude pourra fournir une nouvelle perspective pour l'exploration détaillée du processus de réaction des électrodes de Li métal, et promouvoir l'application pratique de batteries Li métal à haute performance."
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