« Ajoutez simplement de l'eau » : des chercheurs prolongent la durée de vie des batteries au lithium métal de 750 %

Un procédé révolutionnaire créé par les chercheurs de KAIST améliore de 750 % la durée de vie des batteries au lithium : grâce aux nanofibres écologiques et biodégradables, la voie vers une technologie sûre et respectueuse de l'environnement est ouverte

Source : https://techxplore.com/news/2024-12-lithium-metal-battery-lifespan.html

Des batteries plus sûres, plus performantes et plus respectueuses de l’environnement ? Oui, c'est possible. Les chercheurs de KAISTen collaboration avec l'Université d'Ajou, ont développé une couche protectrice innovante pour les anodes en lithium métal, augmentant la 750% la durée de vie des batteries au lithium. Et le secret de ce résultat extraordinaire est aussi simple que révolutionnaire : cascade Et guérirun matériau naturel dérivé des plantes.

La découverte, publiée dans la revue scientifique Matériaux avancésreprésente un pas en avant non seulement pour les performances des batteries, mais aussi pour leur durabilité, résolvant certains des principaux problèmes liés à cette technologie : courte durée Et risques d'incendie.

Comment le guar et l'eau rendent les batteries plus sûres et plus durables

L'équipe dirigée par le professeur Il-Doo Kimdu département de science et d'ingénierie des matériaux du KAIST, en a créé un couche protectrice de nanofibres creuses qui stabilise la croissance des ions lithium. Cette couche empêche une accumulation inégale d'ions sur la surface métallique et réduit considérablement les réactions chimiques incontrôlées avec l'électrolyte, améliorant ainsi la sécurité de la batterie.

Contrairement aux technologies traditionnelles, qui utilisent des matériaux toxiques et des processus coûteux pour créer des revêtements artificiels, la solution de KAIST est écologique et simple à produire : les nanofibres sont obtenues grâce à un processus de électrofilageen utilisant du guar comme base et de l'eau comme seul solvant.

La structure creuse des fibres est le point clé : elle agit à la fois sur le plan physique, en empêchant les dépôts aléatoires de lithium, et sur le plan chimique, en stabilisant l'interface entre le métal et l'électrolyte.

Des résultats surprenants et une durabilité garantie

Les chiffres parlent clairement. Les batteries équipées de cette couche protectrice conservent 93,3% de leur capacité même après 300 cycles de charge et déchargeune réalisation qui établit une nouvelle norme mondiale. De plus, la couche de nanofibres est entièrement biodégradable et se décompose en un mois environ, minimisant ainsi l'impact environnemental tant pendant la production qu'à la fin du cycle de vie du produit.

Comme l'explique le professeur Kim :

Grâce à la combinaison de protections physiques et chimiques, nous avons pu piloter les réactions entre le lithium et l'électrolyte de manière contrôlée, évitant ainsi la croissance de dendrites et améliorant considérablement la durée de vie des anodes. La durabilité de ce procédé, basé sur l'eau et des matériaux biodégradables, répond aux besoins pressants d'un avenir plus vert.

À une époque où la demande de batteries augmente de façon exponentielle et avec elle les problèmes liés à l’impact environnemental, cette innovation pourrait révolutionner l’industrie. Adopter une approche combinée performances supérieures Et durabilité environnementale représente un exemple vertueux de la façon dont la science peut contribuer à un avenir plus durable.

Source: Matériaux avancés