La nouvelle batterie au lithium-ion est plus sûre, plus dure et plus puissante

Les batteries au lithium ionique constituent un énorme progrès technologique par rapport aux batteries au plomb qui existent depuis la fin des années 1850. Grâce à leur faible poids, à leur densité d'énergie élevée et à leur perte de charge plus lente lorsqu'ils ne sont pas utilisés, les LIB sont devenus le choix préféré des produits électroniques grand public. Les cellules lithium-ion dotées de cathodes de cobalt contiennent deux fois plus d'énergie qu'une batterie à base de nickel et quatre fois plus que celle d'acide de plomb. Bien qu’il s’agisse d’une batterie grand public de qualité supérieure, les BIB présentent néanmoins certains inconvénients. La technologie de fabrication actuelle atteint la limite de densité d'énergie théorique pour les BIB et la surchauffe conduisant à l'emballement thermique, c'est-à-dire que la "ventilation à la flamme" constitue un grave problème.

La nouvelle batterie est construite à partir de molécules en forme de citrouille appelées cucurbitacées [6] uril (CB [6]), organisées en une structure en nid d'abeille. Les molécules ont un canal 1D incroyablement mince, ne mesurant que 7,5 Å (un seul ion lithium correspond à 0,76 Å, soit 0,76 x 10-10 m] qui les traverse. La structure physique du disjoncteur poreux [6] permet aux ions lithium d'accumuler de diffuser plus librement que dans les LIBs classiques et d'exister sans les séparateurs présents dans les autres accumulateurs.

Lors d'essais, les électrolytes solides CB [6] poreux ont montré une conductivité des ions lithium impressionnante. Pour comparer cela aux électrolytes de batterie existants, l'équipe a utilisé une mesure du nombre de transfert du lithium (tLi +) qui a été enregistrée à 0,7-0,8 comparé à 0,2-0,5 des électrolytes existants. Ils ont également soumis les batteries à des températures extrêmes pouvant aller jusqu'à 373 K (99,85 ° C), bien au-dessus de la fenêtre de température supérieure typique à 80 ° C pour les modèles à la sortie. Lors des tests, les batteries ont été utilisées à des températures comprises entre 298 K et 373 K (24,85 ° C et 99,85 ° C) pendant une durée de quatre jours et après chaque cycle, les résultats n'ont montré aucun emballement thermique et pratiquement aucun changement de conductivité.

Divers électrolytes liquides conventionnels peuvent être incorporés dans un cadre CB [6] poreux et convertis en électrolytes de lithium solides plus sûrs. De plus, l'utilisation d'électrolytes ne se limite pas à une utilisation dans les BIB, mais une batterie lithium-air potentiellement réalisable. Ce qui rend cette nouvelle technique si intéressante, c’est qu’il s’agit d’une nouvelle méthode de préparation d’un électrolyte solide au lithium, qui commence sous forme liquide, mais ne nécessite aucune modification post-synthétique ni traitement chimique.

Batterie li-ion