Une percée dans les matériaux pour batteries à base de carbone améliore la sécurité, la durabilité et la puissance
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Cette recherche démontre une nouvelle façon de rendre les matériaux des batteries à base de carbone beaucoup plus sûrs, plus durables et plus puissants en modifiant fondamentalement la façon dont les molécules de fullerène sont connectées. Les batteries lithium-ion actuelles reposent principalement sur le graphite, qui limite la vitesse de charge rapide et présente des risques pour la sécurité en raison du placage de lithium. Les résultats de ces recherches permettent de progresser vers des véhicules électriques plus sûrs, des produits électroniques grand public plus durables et un stockage plus fiable des énergies renouvelables. Les résultats ont été publiés dans le Journal of the American Chemical Society le 11 décembre 2025.
Structure du Mg4C60 en couches. a Diagrammes XRD des poudres de C60 et de Mg4C60 vierges avec un résultat simulé pour le Mg4C60. b Image MEB de la poudre de Mg4C60 avec une barre d'échelle de 5 µm. c Image TEM iFFT (barre d'échelle de 1 nm) du Mg4C60 avec illustration structurelle en marron. d Spectres XAS de C K des poudres de C60 et de Mg4C60 vierges. Illustration de la structure du Mg4C60 en couches observée à partir de l'axe e b et de l'axe f a.
© Shijian Wang et al.
Le fullerène est une molécule unique qui se prête à de nombreuses applications potentielles. Toutefois, sa faible stabilité est un obstacle à son utilisation dans les batteries. Une équipe de chercheurs de l'université de Tohoku a créé une structure de fullerène à pont covalent (Mg4C60), qui montre que le carbone peut stocker le lithium d'une manière totalement différente et beaucoup plus stable, en évitant l'effondrement de la structure et la perte de matière active qui a longtemps entravé les anodes de fullerène. Cette percée constitue un modèle pour la conception de matériaux de batterie de nouvelle génération qui permettent une charge rapide plus sûre, une densité énergétique plus élevée et des durées de vie plus longues.
"Nos prochaines étapes consisteront à étendre cette stratégie de liaison covalente à une gamme plus large de fullerènes et de structures de carbone, dans le but de créer une famille de matériaux d'anode stables et à haute capacité adaptés aux batteries à charge rapide", explique le professeur Hao Li (Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR)).
Les prochaines étapes consisteront à travailler avec des partenaires industriels pour évaluer l'évolutivité de ces matériaux et les intégrer dans des formats de cellules pratiques. Comprendre comment parvenir à la praticité dans le monde réel est une étape cruciale qui, espérons-le, conduira à un avenir de technologies énergétiques efficaces et propres.
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.
Publication originale
Shijian Wang, Heng Liu, Yaojie Lei, Dongfang Li, Yameng Fan, Liang Hong, Xin Guo, Meng Wang, Zefu Huang, Yong Chen, Xu Yang, Jinqiang Zhang, Hao Li, Guoxiu Wang; Covalent Bridges Enabling Layered C60 as an Exceptionally Stable Anode in Lithium-Ion Batteries"; Journal of the American Chemical Society, Volume 147, 2025-12-11
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