Un véritable tournant vient d'être réalisé dans le domaine des batteries au lithium, grâce à une équipe de chercheurs de la DGIST (Division of Energy & Environmental Technology) en Corée du Sud. Avant-gardiste, cette découverte dirigée par le Dr Kim Jae-hyun aboutit à une batterie novatrice intégrant un électrolyte polymère à structure triple couche, offrant ainsi une sécurité accrue contre les incendies et explosions, ainsi qu'une durée de vie nettement prolongée.

Les faiblesses persistantes des batteries actuelles

Les batteries traditionnelles à électrolyte polymère souffrent depuis trop longtemps de faiblesses structurelles. Ces imperfections diminuent leur efficacité, notamment en ce qui concerne le contact optimal avec les électrodes. À cela s'ajoute la problématique redoutable des dendrites, ces formations ramifiées qui se développent durant les cycles de charge et décharge, perturbant les connexions internes et pouvant entraîner des risques d’incendie.

Une ingénierie en trois couches pour surmonter les défis

Pour répondre à ces enjeux, les chercheurs ont conçu une architecture électrolytique en trois couches. Chaque élément joue un rôle stratégique pour améliorer la sécurité et la performance de la batterie. Parmi les matériaux novateurs figurent : - **Le décabromodiphényléthane (DBDPE)**, un retardateur de flamme exceptionnel. - **La zéolite**, qui améliore la résistance mécanique. - **Une forte concentration de LiTFSI (lithium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide)**, garantissant une conduction rapide des ions lithium. Cette conception unique repose sur une couche centrale rigide pour augmenter la résistance, tandis que les couches extérieures flexibles assurent un excellent contact avec l’électrode.

Des performances éblouissantes en laboratoire

Les tests effectués ont révélé que cette batterie maintient 87,9% de ses performances après 1 000 cycles de charge et décharge, surpassant de loin les batteries existantes qui affichent généralement entre 70 et 80% de rétention. De surcroît, elle intègre un mécanisme d’auto-extinction, réduisant de manière significative le risque d’incendie. Cette avancée ouvre la voie à des applications variées dans de nombreux secteurs : - **Dispositifs électroniques compacts** comme les smartphones et les montres connectées. - **Véhicules électriques**, où la sécurité et la durabilité sont de mise. - **Systèmes de stockage d'énergie à grande échelle**, essentiels pour une transition énergétique réussie.

La Corée du Sud en tête de la révolution des batteries Lithium-ion

Cette innovation majeure n'est qu'un aperçu des recherches en cours en Corée qui visent à améliorer considérablement la durée de vie des batteries tout en capturant et en gérant l'oxygène, une avancée qui pourrait transformer l'ensemble du marché des batteries lithium-ion.

Une étape cruciale vers la commercialisation

Le Dr Kim souligne que cette recherche pourrait jouer un rôle clé dans l’introduction sur le marché de batteries lithium utilisant des électrolytes polymères. Il s’agit d’une avancée significative vers des solutions énergétiques plus sûres et efficaces. Des subventions provenant du **Projet de découverte de matériaux d’avenir** et du **Programme des chercheurs de mi-carrière** ont soutenu cette étude. Les résultats de cette recherche innovante ont été publiés dans la revue internationale **Small**, éditeur Wiley.

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