Les scientifiques ont trouvé un moyen de tripler la durée de vie des batteries au lithium métal

Les batteries au lithium métal sont l'un des nouveaux types de batteries les plus prometteurs. Après tout, leur capacité potentielle est 10 fois supérieure à celle des batteries lithium-ion similaires.

Mais la tendance accrue à former des dendrites et la destruction corrosive du lithium métallique n'ont pas permis aux nouvelles batteries de conquérir pleinement le marché.

Mais une équipe de recherche de l'Université Rice semble avoir trouvé une solution à ce problème.

Le groupe scientifique a proposé une solution plutôt élégante: en utilisant le ruban le plus courant et la technologie laser moderne, ils ont réussi à développer un tout nouveau matériau pour l'électrode.

Batterie au lithium métal et ses principaux inconvénients

Dans la conception d'une batterie lithium-métal, l'anode (qui dans d'autres batteries est en graphite) est en lithium métallique pur.

Et comme ce matériau a une énergie spécifique accrue, le lithium métallique est capable d'augmenter la capacité de la batterie de 10 fois, ainsi que d'accélérer le processus de charge plusieurs fois.

Voici juste un certain nombre d'inconvénients importants, et le principal est une tendance accrue à former des dendrites.

Accumulation de métal, ce qui réduira considérablement la capacité réelle de la batterie et peut même provoquer un incendie de la batterie en raison d'un court-circuit interne.

Ce que les scientifiques ont proposé

Afin de minimiser au maximum le taux de formation de dendrites, la solution suivante a été proposée:

Prenez le scotch le plus ordinaire, ajoutez-y un peu de graphène, enroulez-le autour d'un collecteur de courant en cuivre (qui fait partie de l'anode au lithium) et traitez-le avec des lasers spécialement réglés.

Dans le même temps, la pièce a été chauffée à une température extrême de 2026 degrés Celsius, ce qui a changé les propriétés d'origine de la pièce.

Ce traitement a transformé le ruban de cuivre en une structure poreuse, qui a commencé à se composer principalement de silicium et d'oxygène avec de petites impuretés de graphène.

Des expériences avec le matériau ainsi obtenu ont montré qu'il peut agir comme une coque de protection pour collecteur de courant, tout en absorbant et en émettant activement du lithium métallique et en ne provoquant pas la formation en même temps dendrites indésirables.

De plus, une forte oxydation du lithium métal était un autre problème sérieux. Cela a considérablement réduit l'efficacité et la durée de vie des batteries au lithium métal. Et pour réduire cet effet, il fallait augmenter l'anode.

Le revêtement obtenu au cours de l'expérience a également résolu ce problème. Après tout, les tests effectués ont montré que la durée de vie des prototypes testés augmentait au moins trois fois par rapport à des batteries similaires sans revêtement spécial.

Dans le même temps, les nouvelles batteries conservent au moins 70% de leur capacité d'origine après 60 cycles de charge-décharge, ce qui est également considéré comme un excellent résultat.

Les scientifiques ont de grands espoirs pour le développement futur et continuent de travailler pour améliorer les performances des batteries au lithium métal.

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