Les batteries au lithium-soufre, les électrodes hybrides font le miracle

Il a surpassé les batteries lithium-ion traditionnelles. Le secret? Une nouvelle cathode à base de particules de soufre pur et de sulfure de molybdène.

Les batteries au lithium-soufre doivent atteindre 400 Wh / kg et 700 Wh / L.

En raison de leur bonne densité énergétique et de leur faible poids, les batteries lithium-soufre sont l'un des substituts les plus prometteurs aux batteries lithium-ion.

Une équipe de chercheurs internationaux est déterminée à faire de cette promesse une réalité dans les plus brefs délais. Comment? Avec une nouvelle cathode hybride qui peut donner à ces appareils des densités d'énergie record.

Aujourd'hui, ceux qui travaillent avec ces systèmes doivent faire face à un compromis. Les électrodes positives de ces batteries sont généralement fabriquées de deux manières: l'une détermine une densité d'énergie volumétrique élevée et l'autre une densité gravimétrique élevée. En d'autres termes, le terminal peut être léger mais grand ou petit mais lourd.

Cependant, pour amener les batteries au lithium-soufre sur le marché des batteries rechargeables, vous n'avez pas à choisir. Et c'est le problème auquel est confrontée la nouvelle étude, impliquant des chercheurs du MIT, du Samsung Advanced Technological Institute, de l'Université de Tongji, de l'Académie chinoise des sciences et du Songshan Lake Materials Laboratory.

Les chercheurs ont développé une cathode hybride qui présente un avantage dans les deux domaines. L'électrode est constituée d'une combinaison de particules de soufre pur et d'un type de sulfure de molybdène appelé phase Chevrel. Le résultat final est un matériau hautement conducteur qui ne nécessite que 10% de carbone, par rapport aux 20-30% requis pour les autres cathodes au soufre.

L'effet du nouveau matériau est substantiel, expliquent les scientifiques. Les batteries lithium-ion commerciales peuvent avoir une densité énergétique d'environ 250 Wh par kilogramme et 700 Wh par litre, tandis que la technologie actuelle au lithium-soufre dépasse 400 Wh / kg mais n'atteint que 440 Wh / L. La nouvelle version, qui n'a pas encore subi le processus d'optimisation, propose désormais 360 Wh / kg et 581 Wh / L. L'équipe est convaincue qu'avec quelques améliorations, ses batteries lithium-soufre devraient atteindre une densité énergétique de 400 Wh / kg et 700 Wh / L.

Il y a évidemment encore quelques problèmes techniques à résoudre, tout d'abord la durée de vie, mais les chercheurs sont convaincus qu'une amélioration de la conception peut aussi résoudre ce dernier problème.

Plus d'informations: news.mit.edu –www.nature.com

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