Une percée à l’université de Central Florida a permis de résoudre l’un des principaux problèmes qui freinent l’utilisation des anodes d’étain dans les piles au lithium
Des scientifiques de l’université de Central Florida qui étudient des conceptions alternatives de batteries au lithium ont proposé une modification à une batterie qui, selon eux, pourrait permettre d’améliorer considérablement les performances de ces appareils. La découverte porte sur un nouveau revêtement protecteur pour l’une des électrodes de la batterie, qui ralentit considérablement la dégradation et pourrait lui permettre de conserver des charges plus importantes pendant plus longtemps.
Dans une batterie lithium-ion, l’anode, ou électrode négative, produit des électrons qui se déplacent vers l’électrode positive, ou cathode, pour produire de l’électricité. En général, le composant de l’anode est en graphite, mais il existe des alternatives à fort potentiel, notamment l’étain métallique qui promet une grande capacité et une grande conductivité électrique.
Cependant, lorsque la batterie se charge, elle entraîne des changements de volume dans l’étain qui le détériore rapidement. Le professeur Yang Yang de l’université de Central Florida a étudié les moyens d’améliorer les performances des batteries, notamment en s’attaquant à ce problème de dégradation mécanique des anodes d’étain des batteries lithium-ion, et pense avoir trouvé une solution.
Dans le cadre de son domaine d’étude, Yang Yang et son équipe explorent différentes variations de matériaux alliés, dont chacun est « unique en composition, structure et propriété ». Cela les a menés à une fine pellicule d’étain et de cuivre qui peut être appliquée sur l’anode d’étain pour la maintenir stable tout au long du processus de charge, et empêcher qu’elle ne se désagrège d’une manière qui s’avérerait fatale pour la batterie.
« Notre travail a montré que le taux de dégradation de l’anode peut être réduit de plus de 1 000 % en utilisant un film de cuivre-étain par rapport à un film d’étain qui est souvent utilisé », déclare Yang Yang.
Les chercheurs affirment que la conception de la batterie est adaptée aux environnements compacts comme les smartphones, mais qu’elle peut également être adaptée à des applications plus importantes, comme l’alimentation de voitures ou de camions électriques. Si cette batterie pouvait être conçue pour fonctionner dans ce type d’environnement, elle pourrait permettre aux téléphones de durer beaucoup plus longtemps à chaque charge ou aux véhicules électriques de parcourir de plus longues distances sans avoir besoin d’être branchés.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202003684
