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La nouvelle génération de batteries au lithium réduit la dépendance aux métaux rares

2021-08-12
Pour développer des alternatives aux batteries au lithium et réduire la dépendance aux métaux rares, les chercheurs de Georgia Tech ont développé un nouveau système d'anode et d'électrolyte qui utilise du fluorure de métal de transition à faible coût et des électrolytes polymères solides au lieu de métaux coûteux ainsi que des électrolytes liquides conventionnels, selon des recherches connexes.

La nouvelle anode est fabriquée à partir d'un matériau actif de fluorure de fer et de nanocomposites électrolytiques polymères solides (plastiques). Pour créer une telle électrode négative, les chercheurs ont fait preuve de créativité dans leur schéma consistant à infiltrer l'électrolyte polymère solide dans l'électrode préfabriquée en fluorure de fer, suivi d'un pressage à chaud de toute la structure afin d'augmenter la densité et de réduire l'écart. L'électrolyte à base de polymère présente deux avantages remarquables : il se plie pendant le cyclage et s'adapte bien à l'expansion du fluorure de fer, et deuxièmement, il est capable de former une interface très stable et flexible avec le fluorure de fer. Ceci résout les problèmes importants de gonflement et un grand nombre de réactions indésirables de l'utilisation du fluorure de fer dans la conception des batteries classiques.

Les chercheurs ont testé la concentration de batteries à semi-conducteurs et analysé les performances de plus de 300 cycles de charge et de décharge à une température élevée de 50™. Les résultats indiquent que la clé pour améliorer les performances de la batterie est l'électrolyte polymère solide. Lorsqu'il est appliqué avec l'électrolyte polymère solide, le fluorure métallique a également montré une excellente stabilité dans des environnements à haute température. Cela devrait conduire à des batteries lithium-ion plus sûres, plus légères et moins chères. Deuxièmement, la capacité au lithium du fluorure de fer est plus de deux fois supérieure à celle des cathodes de machine conventionnelles en cobalt ou en nickel. Et le fer est 300 fois moins cher que le cobalt et 150 fois moins cher que le nickel. Son coût sera également considérablement réduit.

Cependant, la batterie n'en est qu'à ses débuts et ne peut toujours pas être produite en série en raison du coût de production.
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