Un nouveau matériau simplifie la production de batteries lithium-ion et leur permet d'être plus petites

La nécessité d'optimiser les batteries au lithium, à la fois en termes de coût, de puissance et de légèreté, a conduit une grande partie des efforts de l'industrie et de la science à se concentrer sur cet objectif. D'où la recherche entreprise à l'Université du Texas qui pourrait répondre à ce défi. Pour cela, les experts ont développé un nouveau matériau pour l'anode qui simplifie au maximum le processus de production, permet de fabriquer des batteries plus petites et plus légères, ainsi que de doubler la capacité de charge des anodes.

Baptisée IdEA (pour Interdigitated Eutectic Alloy), cette nouvelle anode rompt avec les processus de fabrication complexes qui avaient été dominés jusqu'à présent, pour réduire à deux les étapes nécessaires à la production en série des anodes des batteries lithium-ion. Au gain de temps que cela suppose, s'ajoute celui des matériaux nécessaires à ce processus.

À cette fin, et sous la direction d'Arumugam Manthiram, directeur du Texas Institute of Materials, cette équipe a développé un tout nouveau matériau dans lequel un alliage eutectique est enroulé sur des tôles nanostructurées . «Les microstructures eutectiques se forment naturellement grâce à la thermodynamique. Ensuite, il est possible de réduire la microstructure en l'enroulant; une étape extraordinairement économique pour convertir une microstructure en nanostructure », expliquent-ils de l'équipe.

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En plus de faciliter les étapes par rapport à celles requises dans la production traditionnelle (dans laquelle le graphite nécessite un revêtement de cuivre qui, par contre, n'ajoute rien à la puissance des batteries), cette nouvelle approche réduit le poids des anodes de moitié grâce à un matériau qui réduit également l'épaisseur d'un quart par rapport à celle des batteries conventionnelles.

Le résultat, disent-ils de l'Université du Texas, sera la fabrication de batteries plus petites et plus légères. De plus, " le matériau a de bons résultats dans les mesures de performance qui lui sont nécessaires pour évoluer vers la commercialisation de ces batteries lithium-ion", déclare Manthiram. Les équipements électroniques portables, tels que les téléphones portables, les équipements médicaux et l'industrie du véhicule électrique, sont les principaux domaines où cette innovation pourrait avoir un impact majeur en ouvrant la porte à des batteries moins chères et, surtout, avec des anodes qui prennent beaucoup moins de place.

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