Une équipe de chercheurs de l’institut de technologie de Karlsruhe (KIT) et de l’Helmholtz institute Ulm (HIU) viennent de réaliser une percée dans le domaine du stockage de l’énergie. Grâce à l’utilisation d’un nouveau matériau à base de Cathode, ils prétendent pouvoir améliorer ainsi la densité des batteries Lithium-Ion et de ce fait, leur capacité de stockage.

Une batterie à fort potentiel

Majoritairement utilisées par de nombreux industriels, les batteries au Lithium-Ion se retrouvent dans notre vie quotidienne. Ainsi, elles sont généralement associées aux véhicules électriques, mais le KIT va plus loin et annonce qu’elles possèdent un réel potentiel dans la domotique et les objets connectés, tels que les ordinateurs portables, les smartphones et les appareils photos.

Augmenter la puissance des batteries

Les chercheurs du KIT annoncent que : « Les matériaux utilisés jusqu’à présent sont basés sur le stockage du Lithium dans des petites cavités par Intercalation (appelées interstitielles), dans une structure d’accueil qui s’apparentent habituellement à des oxydes métalliques ». Ils ajoutent que : « cette méthode fonctionne efficacement, cependant les densités de stockages disponible sont limitées, car le Lithium ne peut être contenus dans une structure très dense. De surcroît, le stockage par intercalation de plus d’un ion de Lithium par unité de formule n’est généralement pas possible, car du fait de sa légèreté, est instable et s’effondre. Il est donc préférable d’augmenter la densité d’hébergement du Lithium dans la structure pour dépasser les frontières atteintes jusqu’à présent. »

Les équipes du professeur Maximilian Fitcher (KIT) et du Docteur Ruiyong Chen (HIU) ont ainsi introduit un nouveau matériel ouvrant le champ à de nouvelles capacités de stockage. Selon eux, ce nouveau matériau permet d’augmenter ces capacités à 1,8 Lithium par unité de formule. « Avec un matériau de composition Li2VO2F, des capacités de stockage montant jusqu’à 42 mAh/g, ont été mesurées à une tension moyenne de 2,5 V. Du fait de la forte densité du matériau, la capacité de stockage obtenue peut aller jusqu’à 4 600Wh / L par rapport au matériau actif »

Avec ce nouveau matériau, le système peut stocker le Lithium dans une structure d’hébergement en réseau cubique, plutôt que sur les interstitielles, ce qui permet d’augmenter les possibilités de densité d’hébergement (cf schéma ci-dessus). Les équipes ont remarqué que les ions de Lithium sont plus mobiles avec ce nouveau système du fait de la stabilité du réseau.

 

Sources : Les Smart Grids