Celui qui contrôle les électrolytes ouvrira la voie aux véhicules électriques
par Riko Seibo
Tokyo, Japon (SPX) 25 juin 2024
Le professeur Soojin Park, Seoha Nam, doctorante, et le Dr Hye Bin Son du département de chimie de l’université des sciences et applied sciences de Pohang (POSTECH) ont réalisé une avancée importante en créant une batterie à électrolyte gélifié à la fois steady et commercialement viable. Leurs recherches ont récemment été publiées dans la revue internationale Small.
Les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans l’électronique moveable et le stockage d’énergie, notamment dans les véhicules électriques. Cependant, les électrolytes liquides de ces batteries présentent un risque d’incendie et d’explosion, ce qui incite les chercheurs à trouver des alternate options plus sûres. L’une des choices possibles est la batterie semi-solide, qui utilise un électrolyte de kind gel, offrant une stabilité, une densité énergétique et une durée de vie accrues.
La création d’électrolytes en gel implique généralement un traitement thermique prolongé à haute température, ce qui peut dégrader l’électrolyte, réduire les performances de la batterie et augmenter les coûts de manufacturing. De plus, la résistance de l’interface entre l’électrolyte semi-solide et l’électrode constitue un défi dans le processus de fabrication. Les études précédentes ont eu du mal à appliquer leurs résultats à la manufacturing de batteries commerciales en raison de méthodes complexes et de problèmes liés aux purposes à grande échelle.
L’équipe du professeur Soojin Park a relevé ces défis en utilisant un additif réticulable bifonctionnel (CIA), l’hexaacrylate de dipentaérythritol (DPH), combiné à la technologie du faisceau d’électrons (e-beam). Le processus de fabrication de batteries de kind poche classique comprend les étapes de préparation des électrodes, d’injection d’électrolyte, d’assemblage, d’activation et de dégazage. Les chercheurs ont amélioré la double fonctionnalité du DPH en ajoutant une étape d’irradiation par faisceau d’électrons après le processus de dégazage. Le CIA a agi comme un additif pour faciliter une interface steady entre les surfaces de l’anode et de la cathode pendant l’activation et comme un agent de réticulation pour former une construction polymère pendant l’irradiation par faisceau d’électrons.
La batterie de kind poche de l’équipe, utilisant un électrolyte en gel, a considérablement réduit la génération de gaz provenant des réactions latérales de la batterie lors de la cost et de la décharge initiales, atteignant une diminution de 2,5 fois par rapport aux batteries conventionnelles. Elle a également minimisé la résistance interfaciale grâce à une forte compatibilité entre les électrodes et l’électrolyte en gel.
Les chercheurs ont développé une batterie haute capacité de 1,2 Ah (ampère-heure) et ont testé ses performances à 55 degrés Celsius, un environnement qui accélère la décomposition de l’électrolyte. Les batteries utilisant des électrolytes conventionnels ont connu une manufacturing de gaz importante, entraînant une réduction rapide de la capacité et un gonflement après 50 cycles. En revanche, la batterie de l’équipe n’a montré aucune manufacturing de gaz et a conservé une capacité de 1 Ah même après 200 cycles, démontrant ainsi sa sécurité et sa durabilité accrues.
Cette recherche est importante automotive elle permet la manufacturing en masse rapide de batteries à électrolyte gel sûres et commercialement viables au sein des lignes de manufacturing de batteries en sachet existantes.
Le professeur Soojin Park de POSTECH a commenté : « Cette avancée en termes de stabilité et de viabilité commerciale est sur le level de constituer une percée dans l’industrie des véhicules électriques. » Il a ajouté : « Nous espérons que cette avancée profitera grandement non seulement aux véhicules électriques, mais également à un massive éventail d’autres purposes qui dépendent des batteries lithium-ion. »
Rapport de recherche:Atténuation de l’évolution des gaz dans les électrolytes polymères en gel induits par faisceau d’électrons grâce à des additifs réticulables bifonctionnels
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Ingénierie électrique chez POSTECH
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