La batterie entièrement solide au silicium ainsi obtenue est décrite comme sûre, durable et dense en énergie. Une cellule complète à l’échelle du laboratoire s’est révélée capable d’effectuer 500 cycles de charge et de décharge tout en conservant 80% de sa capacité, démontrant ainsi les effets stabilisateurs de la nouvelle conception.
« En tant que chercheurs dans le domaine des batteries, il est essentiel de s’attaquer aux problèmes fondamentaux du système », explique Shirley Meng, auteure correspondante de l’étude. « Pour les anodes en silicium, nous savons que l’un des grands problèmes est l’instabilité de l’interface de l’électrolyte liquide.
Les batteries lithium-air, le summum? Une batterie lithium-air a une anode en lithium métallique et une cathode avec des catalyseurs pour favoriser les réactions d’oxydation du lithium avec l’oxygène de l’air lors de la décharge. Ce genre de batterie peut être 4 fois plus légère que les batteries Li-ion performantes d’aujourd’hui.
C’est ainsi que les chercheurs ont eu l’idée de développer une nouvelle architecture de batterie à électrolyte solide. Comme les anodes en silicium, les électrolytes solides sont une autre branche de la recherche sur les batteries qui pourrait offrir des possibilités intéressantes.
Les batteries lithium-soufre avec anode en lithium métallique Nous venons de voir qu’en utilisant du silicium à l’anode, au lieu du graphique, on peut augmenter la capacité de stockage d’énergie électrique d’une batterie Li-ion. Mais, il n’y a pas que le silicium qui est plus efficace que le graphite.
Les domaines de silicium actif s'entourent d'une « coquille » formée par la réduction chimique de l'électrolyte (Solid Electrolyte Interphase) tandis qu'à l'intérieur, le « cœur » est protégé mécaniquement par les nanoparticules de FeSi 2, stables en volume car inactives.
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