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Des scientifiques développent des batteries au lithium-ion à base d'eau qui sont ininflammables


Comme tous les métaux alcalins, le lithium est hautement inflammable, ce qui fait des batteries lithium-ion un risque d'incendie. Les batteries sont souvent utilisées dans les téléphones portables et les ordinateurs portables en raison de leur petite taille et de leur poids léger par rapport aux autres batteries. Dernièrement, ils ont été largement utilisés dans les véhicules électriques et hybrides, comme dans le Powerpack de Tesla pour sa flotte de voitures autonomes.

Cependant, les chercheurs ont peut-être trouvé une solution à ce problème, en développant des batteries lithium-ion qui ne prendront pas feu ni n'exploseront.

De plus, ces batteries produisent également suffisamment d'énergie pour alimenter l'électronique domestique et ne s'enflammeront jamais, malgré les interférences constantes des chercheurs.

Dans leur étude, publiée dans la revue Joule, le co-auteur Kang Xu, du US Army Research Laboratory (ARL) a expliqué leur processus: «Dans le passé, si vous vouliez une haute énergie, vous choisiriez un lithium non aqueux. batterie ionique, mais vous devrez faire des compromis sur la sécurité. Si vous préférez la sécurité, vous pouvez utiliser une batterie aqueuse telle que le nickel / hydrure métallique, mais vous devrez vous contenter d'une énergie plus faible, maintenant nous montrons que vous pouvez simultanément avoir accès à la fois à haute énergie et à haute sécurité. "

La même équipe a développé une batterie 3 V similaire avec un électrolyte aqueux mais n'a pas pu atteindre la tension souhaitée par le «défi cathodique», lorsqu'une extrémité de la batterie, en graphite ou en lithium métal, est dégradée par l'électrolyte aqueux.

Pour lutter contre cela, le co-auteur, le chercheur adjoint de l'Université du Maryland, Chongyin Yang, a créé un revêtement d'électrolyte polymère en gel qui peut recouvrir l'anode en graphite ou en lithium.

Le revêtement hydrophobe expulse les molécules d'eau de la surface de l'électrode, et lors de la première charge, le revêtement se décompose alors pour former une couche appelée «interphase». Cette interphase protège l'anode des réactions chimiques indésirables et a permis aux scientifiques de pousser la tension jusqu'à 4,0, ce qui la rend parfaite pour des appareils tels qu'un ordinateur portable.

«L'innovation clé ici est de fabriquer le bon gel qui peut bloquer le contact de l'eau avec l'anode afin que l'eau ne se décompose pas et puisse également former la bonne interphase pour soutenir des performances de batterie élevées», a déclaré le co-auteur principal Chunsheng Wang, professeur de Génie chimique et biomoléculaire à la A. James Clark School of Engineering de l'Université du Maryland.

Ce n'est pas la première tentative d'une nouvelle incarnation des batteries au lithium, Berkley, en Californie, la start-up Seeo, Inc a développé des cellules lithium-ion qui, selon eux, seraient plus sûres, plus durables et moins chères que les batteries actuelles sur le marché en 2009. Les batteries de Seeo utilisé des films minces de polymère comme électrolyte et des électrodes légères à haute densité d'énergie. Maintenant, le polymère breveté s'appelle DryLyte et pourrait être utilisé dans les véhicules électriques en aussi peu que trois à cinq ans.

Le même temps que l'équipe de l'Université du Maryland a alloué pour mettre sa technologie 4V sur le marché commercial.

Seeo affirme qu'ils peuvent atteindre une durée de vie de 1000 avec un moins de 5 pour cent perte de capacité, tandis que l'Université du Maryland a déclaré que son objectif est un peu moins ambitieux. «À l'heure actuelle, nous parlons de 50 à 100 cycles, mais pour comparer avec les batteries à électrolyte organique, nous voulons atteindre 500 ou plus», a déclaré Wang.

Laissez les jeux de batterie commencer.


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