La Course aux Nouveaux Super-Pouvoirs des Batteries !

Une équipe innovante dirigée par le professeur Jihyun Hong de l’Institut des matériaux ferreux et écologiques de POSTECH a fait des vagues dans le monde scientifique avec une découverte qui pourrait transformer l’industrie des batteries lithium-ion. Grâce à des recherches approfondies, ils ont élaboré une stratégie inédite visant à augmenter la durabilité des batteries en capturant l’oxygène, un élément responsable des dégradations au sein des batteries.

Les batteries lithium-ion, indispensables dans notre quotidien, équipent maintenant la plupart des véhicules électriques et des systèmes de stockage d'énergie. Le lithium-rich layered oxide (LLO), un matériau révolutionnaire, se distingue par sa densité énergétique supérieure pouvant atteindre 20 % de plus que les cathodes traditionnelles. Cela pourrait marquer un tournant dans la quête de solutions durables et accessibles en matière de stockage d'énergie.

Des défis à surmonter : le problème de la dégradation

Malgré leurs atouts, les batteries au LLO présentent des angles morts : perte de capacité et dégradation de la tension au fil du temps, rendant leur fiabilité à long terme incertaine. Ces défis proviennent subtilement de transformations structurelles au sein de la cathode, souvent négligées dans les recherches antérieures. Cependant, l’équipe de POSTECH a réussi à identifier un facteur clé : l’émission d’oxygène durant les cycles de charge et décharge, qui nuit à la structure et à la longévité des batteries.

Une solution audacieuse : capturer l'oxygène

En se concentrant sur la chimie de l’interface cathode-électrolyte, l’équipe a modifié la composition de l'électrolyte dans le but de stabiliser cette interface critique. Les résultats parlent d’eux-mêmes : après 700 cycles, la rétention énergétique des batteries atteint un incroyable 84,3 %, bien loin derrière les normes établies des électrolytes conventionnels, qui se contentent de 37,1 % après seulement 300 cycles. Cela représente une avancée considérable pour la pérennité des batteries.

Une science de pointe au service de l’optimisation

Les observations sur les transformations superficielles du LLO ont révélé l’impact direct de la stabilisation de la surface sur les performances. Avec l’aide de techniques avancées comme les radiations synchrotrons, les chercheurs ont pu analyser en profondeur les divergences chimiques et structurelles au sein des particules de cathode. Cette approche a été décisive dans la compréhension des interactions durant les cycles de chargement.

Quelles perspectives pour l’avenir ?

Le professeur Jihyun Hong déclare : « Ces avancées ouvrent des avenues prometteuses pour le développement de cathodes de nouvelle génération. » En optimisant la chimie des électrolytes et la solidité des cathodes, ces recherches pourraient paver la voie vers des batteries plus robustes et plus respectueuses de l’environnement. Les prochaines années pourraient ainsi voir une adoption accrue de ces technologies, portées par le soutien des autorités sud-coréennes, qui investissent massivement pour 2024 dans des projets de haute technologie.

Ces découvertes ne se contentent pas de renforcer la durabilité des batteries lithium-ion ; elles marquent également un pas vers un futur où notre dépendance aux ressources coûteuses comme le nickel et le cobalt pourrait diminuer, favorisant des alternatives plus écologiques. Restez à l'écoute pour plus d'innovations qui pourraient changer notre paysage énergétique à jamais !