Une nouvelle technique simple pour améliorer les performances des batteries Li-ion

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Suisse | Science de la matière : matériaux, physique, chimie, optique | Stockage de l’énergie
6 juillet 2016

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer et de l’école polytechnique fédérale de Zurich (ETHZ) ont développé une nouvelle technique de fabrication des anodes en graphite pour les batteries lithium-ion. Ceci permet de multiplier jusqu’à trois fois la capacité de stockage de la batterie.

Dans une batterie lithium-ion rechargeable, l’anode, pôle négatif, est constituée de particules de graphite agglomérées sans orientation particulière. Lors de la charge, les ions lithium migrent vers cette anode et s’y accumulent. Mais la désorganisation des particules de graphite complexifie le passage des ions entre elles, ce qui limite la capacité et la vitesse de charge.

L’astuce des chercheurs a donc consisté à orienter les particules de graphite à la verticale, parallèles entre elles. Pour cela, ces particules ont été magnétisées par de l’oxyde de fer magnétique, puis exposées à un champ magnétique léger, de 100 millitesla, dans une solution d’éthanol, puis séchées. L’organisation homogène ainsi obtenue favorise un déplacement plus simple et direct des ions lithium ainsi que l’accumulation de plus d’ions dans l’anode. Il en résulte une charge plus rapide et plus importante de la batterie.

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En haut : Dans une batterie classique, le déplacement des ions lithium est compliqué par l’agglomération irrégulière des particules de graphite. En bas : l’alignement des particules favorise un déplacement plus direct des ions. Crédits : Juliette Billaud, Florian Bouville, Tommaso Magrini/Paul Scherrer Institute, ETH Zurich

Cette technique permet en conditions de laboratoire d’augmenter la capacité de charge d’une batterie jusqu’à 3 fois, sans changer sa composition, et à faible coût.


Plus d’informations :

  • Magnetically aligned graphite electrodes for high-rate performance Li-ion batteries, Juliette Billaud, Florian Bouville, Tommaso Magrini, Claire Villevieille and André R. Studart (2016) Nature Energy : http://www.nature.com/articles/nenergy201697

Source :

Rédactrice :
Emilie Fallet – Chargée de mission scientifique et universitaire en Suisse - emilie.fallet[a]diplomatie.gouv.fr

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