{"id":25036,"date":"2021-10-20T16:49:02","date_gmt":"2021-10-20T16:49:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=25036"},"modified":"2023-12-06T08:22:22","modified_gmt":"2023-12-06T08:22:22","slug":"will-we-run-out-of-lithium-the-future-of-li-ion-cell","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/will-we-run-out-of-lithium-the-future-of-li-ion-cell\/","title":{"rendered":"Allons-nous manquer de lithium ? L'avenir des cellules au lithium"},"content":{"rendered":"
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Allons-nous manquer de lithium ? L'avenir des cellules au lithium <\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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En 1973, le chimiste britannique Whittingham a utilis\u00e9 du disulfure de titane \u00e0 structure stratifi\u00e9e comme cathode, avec du lithium m\u00e9tallique comme anode, assembl\u00e9s en une batterie, ce qui a permis le d\u00e9veloppement de la technologie contemporaine. cellule ionique li<\/strong> \u00e0 partir de l\u00e0.<\/p>

Akira Yoshino a ensuite appliqu\u00e9 une couche de graphite sur l'anode, mettant ainsi la cellule ionique moderne sur la voie d'une utilisation commerciale g\u00e9n\u00e9ralis\u00e9e.<\/p>

Le prix Nobel de chimie 2019 a \u00e9t\u00e9 d\u00e9cern\u00e9 \u00e0 Whittingham, Goodenough et Akira Yoshino pour leur invention de mat\u00e9riaux anodiques et cathodiques stratifi\u00e9s de type spinelle, qui ont contribu\u00e9 au succ\u00e8s de la cellule ionique li...<\/p>

  1. La structure de la cellule ionique li est similaire \u00e0 celle de Hambourg<\/a><\/li>
  2. Mat\u00e9riaux de cathode pour cellule ionique li : une contradiction entre la s\u00e9curit\u00e9, le co\u00fbt et la capacit\u00e9<\/a>
    1. Mati\u00e8re premi\u00e8re de la cathode existante : ternaire<\/a><\/li>
    2. Mati\u00e8re premi\u00e8re de la cathode existante : phosphate de fer lithi\u00e9<\/a><\/li>
    3. Future mati\u00e8re premi\u00e8re disponible pour la cathode de la cellule ionique : le soufre<\/a><\/li><\/ol><\/li>
    4. Mat\u00e9riau d'anode pour cellule ionique<\/a>
      1. Le mat\u00e9riau de l'anode d\u00e9termine la m\u00e9thode de chargement et la capacit\u00e9 de la cellule ionique.<\/a><\/li>
      2. Futur mat\u00e9riau d'anode disponible pour les cellules ioniques : le graph\u00e8ne<\/a><\/li>
      3. Futur mat\u00e9riau d'anode disponible pour les cellules \u00e0 ions lithium : le lithium m\u00e9tal<\/a><\/li><\/ol><\/li>
      4. L'\u00e9lectrolyte solide : la cl\u00e9 du renouveau des anodes de lithium<\/a>
        1. Les \u00e9lectrolytes liquides sont la norme pour les cellules ioniques.<\/a><\/li>
        2. Les \u00e9lectrolytes solides sont plus difficiles \u00e0 appliquer<\/a><\/li><\/ol><\/li>
        3. Cellule et mat\u00e9riaux li ion de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration<\/a><\/li><\/ol><\/div>

          La structure de la cellule ionique li est similaire \u00e0 celle de Hambourg<\/h2>

          L'anode utilise des mat\u00e9riaux \u00e0 base de carbone, tels que le coke de p\u00e9trole, la cathode utilise des mat\u00e9riaux en couches tels que des sels m\u00e9talliques, interm\u00e9diaires pour l'\u00e9lectrolyte li ionique et le diaphragme, c'est la forme principale de la cellule li ionique, la structure est similaire \u00e0 celle de Hambourg :<\/p>

          L'anode et la cathode sont comme deux tranches de pain, le poulet entre les deux faisant office d'\u00e9lectrolyte qui conduit les ions li et de membrane qui bloque les \u00e9lectrons.<\/p>

          L'\u00e9nergie stock\u00e9e dans une cellule \u00e0 ions li est principalement d\u00e9termin\u00e9e par la quantit\u00e9 d'ions li qui peut \u00eatre stock\u00e9e par les mat\u00e9riaux de la cathode et de l'anode.<\/p>

          Les ions Li doivent \u00eatre int\u00e9gr\u00e9s dans des mat\u00e9riaux en couches pour \u00eatre stock\u00e9s, ce qui occupera une grande quantit\u00e9 de masse et de volume dans la cellule, d'o\u00f9 une faible densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique de la cellule.<\/p>

          Imaginez un b\u00e2timent dans lequel le squelette en b\u00e9ton arm\u00e9 est comme le mat\u00e9riau de support en couches du p\u00f4le cathode\/anode. Bien que le b\u00e9ton arm\u00e9 occupe la majeure partie de l'espace et du poids du b\u00e2timent, ce sont les travailleurs qui contribuent r\u00e9ellement \u00e0 l'entreprise.<\/p>

          Les personnes qui travaillent ici sont des li ions. En outre, plus chaque travailleur occupe d'espace, moins le b\u00e2timent peut accueillir de personnes et moins la rentabilit\u00e9 globale de l'entreprise est \u00e9lev\u00e9e si chaque travailleur est \u00e9galement productif.<\/p>

          Mat\u00e9riaux de cathode pour cellule ionique li : une contradiction entre la s\u00e9curit\u00e9, le co\u00fbt et la capacit\u00e9<\/h2>

          La pile ionique est utile, mais sa capacit\u00e9 limit\u00e9e et sa vitesse de chargement lente n'ont pas permis de r\u00e9pondre \u00e0 la demande croissante d'\u00e9nergie \u00e9lectrique. capacit\u00e9 de la batterie<\/span><\/span><\/a> et le pouvoir dans l'\u00e8re de l'information \u00e9lectronique d'aujourd'hui.<\/p>

          La densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique d'une cellule li ion courante est d'environ 300 Wh\/kg. En d'autres termes, 3,3 kg de cellules li-ion peuvent transporter un degr\u00e9 d'\u00e9lectricit\u00e9. En revanche, la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique de l'essence est d'environ 13 000 Wh\/kg, soit plus de 40 fois celle de la cellule li ion.<\/p>

          \"Les<\/p>

          M\u00eame en tenant compte du rendement thermique inf\u00e9rieur \u00e0 40% des moteurs \u00e0 combustion interne, l'endurance des v\u00e9hicules \u00e9lectriques reste tr\u00e8s inf\u00e9rieure \u00e0 celle des v\u00e9hicules \u00e0 carburant.<\/p>

          Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, la r\u00e9duction des co\u00fbts, l'am\u00e9lioration de la s\u00e9curit\u00e9 et l'augmentation de la capacit\u00e9 sont les principaux objectifs du d\u00e9veloppement commercial des mat\u00e9riaux cathodiques.<\/p>

          Comme indiqu\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment, le mat\u00e9riau de la cathode peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme un b\u00e2timent contenant des ions li, qui ne peuvent que stocker de l'\u00e9nergie, tandis que le mat\u00e9riau du cadre en couches ne fournit qu'un support.<\/p>

          Par cons\u00e9quent, en th\u00e9orie, du point de vue de la r\u00e9duction des co\u00fbts, d'une part, le cadre en couches co\u00fbteux peut \u00eatre remplac\u00e9 par des mat\u00e9riaux bon march\u00e9, tout comme la maison en marbre pur est remplac\u00e9e par du b\u00e9ton ; d'autre part, on peut envisager d'emballer plus de li ions par unit\u00e9 de volume de mat\u00e9riau, comme la conversion d'un bureau s\u00e9par\u00e9 en un cubicule.<\/p>

          Mati\u00e8re premi\u00e8re de la cathode existante : ternaire<\/h4>

          Parmi les mat\u00e9riaux cathodiques existants, le cobalt a un prix plus \u00e9lev\u00e9 et une capacit\u00e9 plus faible. Des mat\u00e9riaux cathodiques \u00e0 base d'oxydes de mangan\u00e8se et de nickel, moins co\u00fbteux et de plus grande capacit\u00e9, sont donc progressivement mis au point.<\/p>

          Par exemple, le mat\u00e9riau cathodique ternaire (NCM), largement utilis\u00e9 \u00e0 l'heure actuelle, est une sorte de sel de lithium (LINI1-X-YCoxMnyo2) compos\u00e9 d'oxydes de nickel, de cobalt et de mangan\u00e8se, qui permet de remplir davantage d'ions li dans un cadre peu co\u00fbteux.<\/p>

          Cependant, pile ternaire au lithium<\/span><\/span><\/a> a \u00e9t\u00e9 confront\u00e9 \u00e0 des probl\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9 ces derni\u00e8res ann\u00e9es. La raison en est que le nickel produit facilement des changements de valence pendant la charge de la batterie, ce qui entra\u00eene la pr\u00e9cipitation d'atomes d'oxyg\u00e8ne. Les atomes d'oxyg\u00e8ne fortement oxydants r\u00e9agissent violemment avec l'\u00e9lectrolyte organique et provoquent une combustion\/explosion de la cellule.<\/p>

          \"Mati\u00e8re<\/p>

          Mati\u00e8re premi\u00e8re de la cathode existante : phosphate de fer lithi\u00e9<\/h4>

          Si la s\u00e9curit\u00e9 est le principal point de d\u00e9part, le mat\u00e9riau cathodique le plus mature et le plus fiable est aujourd'hui le phosphate de fer lithi\u00e9. Le phosphate de fer lithi\u00e9 a transform\u00e9 la grande structure de plancher plat du b\u00e2timent d'origine en une structure olivine sp\u00e9ciale.<\/p>

          Les structures d'olivine peuvent \u00eatre analogues \u00e0 l'ajout d'un support structurel suppl\u00e9mentaire \u00e0 une grande couche plate pour stocker les ions li dans des \"cellules\" s\u00e9par\u00e9es. Gr\u00e2ce au support suffisant autour de chaque pi\u00e8ce, la batterie n'est pas susceptible de s'effondrer en cours d'utilisation, ce qui am\u00e9liore consid\u00e9rablement la s\u00e9curit\u00e9 de la cellule.<\/p>

          Cependant, le probl\u00e8me est que les ions lithium \"restent \u00e0 plat\" dans un environnement de vie trop \"confortable\", la r\u00e9sistance du processus de lib\u00e9ration des ions lithium int\u00e9gr\u00e9s est \u00e9lev\u00e9e, la puissance de la batterie est faible.<\/p>

          En particulier dans un environnement \u00e0 basse temp\u00e9rature, l'entr\u00e9e et la sortie du lithium sont extr\u00eamement lentes, la capacit\u00e9 de la batterie peut m\u00eame diminuer jusqu'\u00e0 moins de 50%, ce qui rend son utilisation extr\u00eamement difficile dans les r\u00e9gions froides. En outre, la structure \u00e0 un seul compartiment r\u00e9duit encore la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique de la cellule au lithium.<\/p>

          Le poids mol\u00e9culaire du cadre de phosphate de fer (FePO4) est de 150,8 g\/mol, et l'ion lithium ne repr\u00e9sente que 7 g\/mol. En d'autres termes, seuls 4% du poids du phosphate de fer lithi\u00e9 correspondent \u00e0 l'ion lithium qui peut fournir la capacit\u00e9 de la batterie, et la majeure partie du poids est occup\u00e9e par le phosphate de fer de soutien.<\/p>

          Comme indiqu\u00e9 ci-dessus, il est difficile d'am\u00e9liorer v\u00e9ritablement la capacit\u00e9 des mat\u00e9riaux cathodiques sans abandonner l'id\u00e9e d'\"int\u00e9grer les ions li dans la couche intercalaire\/le r\u00e9seau\".<\/p>

          Future mati\u00e8re premi\u00e8re disponible pour la cathode de la cellule ionique : le soufre<\/h4>

          \"Mati\u00e8re<\/p>

          Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, les mat\u00e9riaux cathodiques bas\u00e9s sur la r\u00e9action chimique du lithium ont \u00e9t\u00e9 progressivement propos\u00e9s, le repr\u00e9sentant typique \u00e9tant le soufre (S). Contrairement au lithium, le soufre peut former un compos\u00e9 Li2S avec le lithium, ce qui signifie que chaque atome de soufre d'un poids atomique de 32 peut se lier \u00e0 deux ions lithium.<\/p>

          La capacit\u00e9 du soufre peut \u00eatre multipli\u00e9e par 10 par rapport aux m\u00e9taux li existants, et il est consid\u00e9r\u00e9 comme un mat\u00e9riau cathodique prometteur de la prochaine g\u00e9n\u00e9ration.<\/p>

          \u00c0 l'heure actuelle, il existe des produits commerciaux \u00e0 petite \u00e9chelle dans le monde entier, et l'on pense qu'ils remplaceront progressivement les mat\u00e9riaux lithium en couches dans le domaine de la consommation dans un avenir proche.<\/p>

          Mat\u00e9riau d'anode pour cellule ionique<\/h2>

          Vient ensuite le mat\u00e9riau de l'anode, qui est la cl\u00e9 de la s\u00e9curit\u00e9 de la cellule ionique. Batterie NimH<\/span><\/span><\/a> doivent \u00eatre familiaris\u00e9s avec le terme \"effet de m\u00e9moire\".<\/p>

          L'effet de m\u00e9moire est que si une cellule n'est pas compl\u00e8tement charg\u00e9e et d\u00e9charg\u00e9e, elle ne peut utiliser que la partie du dernier cycle lors de la charge et de la d\u00e9charge suivantes, comme si elle se souvenait de l'exp\u00e9rience pr\u00e9c\u00e9dente.<\/p>

          Par cons\u00e9quent, au d\u00e9but de l'utilisation de la cellule li ion, de nombreux utilisateurs ont l'habitude de charger la batterie jusqu'\u00e0 ce qu'elle atteigne 0%, puis de la d\u00e9brancher lorsqu'elle atteint 100%. Malheureusement, une telle op\u00e9ration peut r\u00e9duire la dur\u00e9e de vie de la cellule li ion et augmenter le risque de d\u00e9faillance de la batterie ou de probl\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9. Comment cela se fait-il ?<\/p>

          Le mat\u00e9riau de l'anode d\u00e9termine la m\u00e9thode de charge et la capacit\u00e9 de la cellule ionique.<\/h4>

          Actuellement, les mat\u00e9riaux d'anode utilis\u00e9s pour les cellules \u00e0 ions li sont principalement bas\u00e9s sur le graphite et d'autres mat\u00e9riaux de carbone en couches. Le principe est similaire \u00e0 celui du mat\u00e9riau de la cathode, qui consiste \u00e0 int\u00e9grer les ions li entre les couches de graphite pour les stocker.<\/p>

          Les ions li quittent la couche de graphite lorsqu'ils se d\u00e9chargent et reviennent dans la couche de graphite lorsqu'ils se chargent. Cependant, le graphite est diff\u00e9rent du sel de lithium du mat\u00e9riau de la cathode, et sa capacit\u00e9 de liaison entre les couches est relativement faible, et il est facile de d\u00e9coller les couches au cours du processus de charge et de d\u00e9charge.<\/p>

          Heureusement, le graphite forme un film protecteur appel\u00e9 couche d'\u00e9lectrolyte solide (couche SEI) sur la face qui adh\u00e8re \u00e0 l'\u00e9lectrolyte pendant plusieurs cycles au d\u00e9but de la vie de la batterie.<\/p>

          Ce film protecteur n'a qu'une \u00e9paisseur nanom\u00e9trique, mais il est tr\u00e8s r\u00e9sistant et sa composition est complexe. Il est principalement produit par la r\u00e9action chimique entre l'\u00e9lectrolyte organique et les ions li sur la surface du graphite. Cette couche SEI peut bloquer le graphite et emp\u00eacher le ph\u00e9nom\u00e8ne de d\u00e9collement de la couche.<\/p>

          \"Le<\/p>

          Dans l'utilisation r\u00e9elle de la cellule ionique, si la d\u00e9charge est excessive, c'est-\u00e0-dire que les ions li de la couche de graphite ont \u00e9t\u00e9 \u00e9puis\u00e9s, et qu'elle continue \u00e0 demander des ions li \u00e0 la couche de graphite, les ions li de la couche SEI doivent quitter l'\u00e9lectrode, ce qui entra\u00eene la destruction de la couche SEI.<\/p>

          De m\u00eame, si la cellule \u00e0 ions lithium est surcharg\u00e9e, la position entre les couches de graphite a \u00e9t\u00e9 enti\u00e8rement occup\u00e9e, et les nouveaux ions lithium ne peuvent pas \u00eatre int\u00e9gr\u00e9s, mais peuvent seulement \u00eatre d\u00e9pos\u00e9s \u00e0 la surface du graphite pour former du lithium m\u00e9tal, qui produira des dendrites de lithium et percera la couche SEI, ce qui entra\u00eenera la destruction de la couche SEI.<\/p>

          Par cons\u00e9quent, du point de vue de la s\u00e9curit\u00e9 et de la sant\u00e9 des cellules, il est recommand\u00e9 aux utilisateurs d'utiliser des appareils dot\u00e9s d'une cellule ionique lors de la charge, de ne pas attendre que la cellule soit \u00e9puis\u00e9e ou de ne pas la remplir compl\u00e8tement.<\/p>

          En termes de capacit\u00e9, il est similaire aux mat\u00e9riaux en couches de la cathode. Comme les ions li sont \u00e9galement stock\u00e9s dans des mat\u00e9riaux carbon\u00e9s tels que le graphite sur la base du principe de lib\u00e9ration int\u00e9gr\u00e9e, une grande quantit\u00e9 de masse et d'espace est occup\u00e9e par le graphite qui ne fournit pas de capacit\u00e9, il est donc imp\u00e9ratif de d\u00e9velopper de nouveaux mat\u00e9riaux pour les cathodes.<\/p>

          Futur mat\u00e9riau d'anode disponible pour les cellules ioniques : le graph\u00e8ne<\/h4>

          De nombreux mat\u00e9riaux anodiques de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration sont en cours d'\u00e9laboration : le graph\u00e8ne est l'un des mat\u00e9riaux anodiques de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration les plus fr\u00e9quemment mentionn\u00e9s. Le graph\u00e8ne est une monocouche de graphite.<\/p>

          Par rapport aux ions li, qui doivent \u00eatre int\u00e9gr\u00e9s entre deux couches de graphite dans le graphite, le graph\u00e8ne peut directement int\u00e9grer les ions li avec une structure monocouche, de sorte que la capacit\u00e9 est directement doubl\u00e9e. En outre, le silicium, l'\u00e9tain et d'autres mat\u00e9riaux peuvent r\u00e9agir avec les ions li pour former des Li4Si, Li4Sn et d'autres mat\u00e9riaux, qui ont un potentiel de capacit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9 et constituent actuellement un axe de recherche important pour les anodes.<\/p>

          \"Mat\u00e9riau<\/p>

          Futur mat\u00e9riau d'anode disponible pour les cellules \u00e0 ions lithium : le lithium m\u00e9tal<\/h4>

          Ce qui pr\u00e9occupe davantage les scientifiques, c'est l'anode de lithium, qui \u00e9tait autrefois consid\u00e9r\u00e9e comme un probl\u00e8me de s\u00e9curit\u00e9.<\/p>

          Le stockage du lithium dans l'anode en lithium m\u00e9tal ne d\u00e9pend plus de l'insertion et de la lib\u00e9ration des ions li dans les mat\u00e9riaux en couches, mais r\u00e9duit directement les ions li en mat\u00e9riaux \u00e9l\u00e9mentaires pour le stockage, de sorte que 100% du poids et du volume de l'anode peuvent fournir une capacit\u00e9, c'est le mat\u00e9riau d'anode le plus efficace.<\/p>

          En fait, les premi\u00e8res cellules \u00e0 ions lithium utilisent directement le m\u00e9tal lithium comme anode, mais un d\u00e9p\u00f4t in\u00e9gal se produit dans le processus de cycle, formant une \"pointe\" de m\u00e9tal lithium, et un champ \u00e9lectrique plus fort est form\u00e9 autour de la pointe, favorisant le d\u00e9p\u00f4t acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 ult\u00e9rieur d'ions lithium \u00e0 la pointe.<\/p>

          Par cons\u00e9quent, un grand nombre de dendrites de lithium pointues et fractales continueront \u00e0 se former et finiront par percer le diaphragme de la batterie, ce qui entra\u00eenera un court-circuit interne de la batterie, une d\u00e9faillance de la batterie et m\u00eame des accidents de s\u00e9curit\u00e9.Le succ\u00e8s de l'anode en lithium m\u00e9tal d\u00e9pend largement du d\u00e9veloppement de l'\u00e9lectrolyte solide.<\/p>

          L'\u00e9lectrolyte solide : la cl\u00e9 du renouveau des anodes de lithium<\/h2>

          Vous vous souvenez du mod\u00e8le de hamburger de la cellule ionique dont nous avons parl\u00e9 plus haut ? La cl\u00e9 de la saveur vient de la sauce ajout\u00e9e \u00e0 la fin. La sauce int\u00e8gre organiquement la saveur du pain et de la viande pour obtenir la double sublimation du go\u00fbt et de la saveur du hamburger.<\/p>

          Si la sauce s'\u00e9chappe du syst\u00e8me, elle peut entra\u00eener le plus grand risque de s\u00e9curit\u00e9 dans la consommation de hamburgers, \u00e0 savoir salir les v\u00eatements. Il en va de m\u00eame pour les cellules ioniques.<\/p>

          Les \u00e9lectrolytes liquides sont la norme pour les cellules ioniques.<\/h4>

          Presque toutes les cellules ioniques liquides disponibles dans le commerce utilisent un \u00e9lectrolyte liquide (\u00e9lectrolyte g\u00e9lifi\u00e9) compos\u00e9 d'un solvant organique liquide (sauce) et d'un sel de lithium soluble (viande).<\/p>

          L'utilisation d'\u00e9lectrolytes liquides s'explique par le fait que les ions li doivent migrer entre les p\u00f4les de la cathode et de l'anode pour stocker\/lib\u00e9rer de l'\u00e9nergie, et que le lithium est r\u00e9actif, n\u00e9cessitant des solvants organiques liquides pour un fonctionnement s\u00fbr et un transport efficace.<\/p>

          Cependant, l'\u00e9lectrolyte organique inflammable en lui-m\u00eame pr\u00e9sente d'\u00e9normes risques pour la s\u00e9curit\u00e9 de la cellule ionique, en particulier lorsque le lithium m\u00e9tal est utilis\u00e9 comme anode, la croissance de la dendrite de lithium est facile \u00e0 provoquer un court-circuit interne de la batterie, entra\u00eenant un emballement thermique qui conduira \u00e0 la volatilisation et \u00e0 la combustion de l'\u00e9lectrolyte organique.<\/p>

          \"Cependant,<\/p>

          Par cons\u00e9quent, le d\u00e9veloppement d'un \u00e9lectrolyte solide capable de conduire les ions li permet non seulement d'\u00e9viter l'utilisation de mat\u00e9riaux combustibles dans la batterie, mais aussi d'inhiber efficacement la croissance des dendrites de lithium due \u00e0 l'\u00e9lectrolyte solide.<\/p>

          Mais c'est difficile \u00e0 faire, encore plus difficile que de faire accepter un hamburger sans sauce.<\/p>

          Les \u00e9lectrolytes solides sont plus difficiles \u00e0 appliquer<\/h4>

          La principale difficult\u00e9 r\u00e9side dans le fait que la vitesse de migration des ions li dans les solides ne permet pas de r\u00e9pondre \u00e0 la demande. Un poisson peut nager joyeusement dans l'eau, mais il a du mal \u00e0 se d\u00e9placer dans la glace et finit par devenir un poisson mort.<\/p>

          Il en va de m\u00eame pour les ions Li. Les ions Li migrent rapidement dans les \u00e9lectrolytes liquides, mais tr\u00e8s difficilement dans les solides. Une migration difficile des ions Li signifie une r\u00e9sistance accrue et une puissance de batterie r\u00e9duite : imaginez que vous puissiez parler cinq minutes avec une charge de deux heures ?<\/p>

          Une autre difficult\u00e9 r\u00e9side dans le fait que m\u00eame si l'on utilise un \u00e9lectrolyte solide, celui-ci \u00e9tant lui-m\u00eame un mat\u00e9riau rigide, la croissance de la dendrite de lithium va toujours percer l'\u00e9lectrolyte solide, ce qui entra\u00eenera des fissures dans l'\u00e9lectrolyte et endommagera la batterie.<\/p>

          Pour r\u00e9soudre ce probl\u00e8me, les scientifiques ont adopt\u00e9 l'approche inverse et ont propos\u00e9 l'id\u00e9e d'utiliser une couche molle. \"Si un \u00e9lectrolyte solide est trop rigide, il faut en faire une couche souple. Un r\u00e9cent article publi\u00e9 dans Nature par Li Xin et son \u00e9quipe de l'universit\u00e9 de Harvard donne un coup de pouce aux \u00e9lectrolytes solides.<\/p>

          Afin d'inhiber la croissance des dendrites de lithium, ils ont con\u00e7u un \u00e9lectrolyte solide avec cinq couches de structure hamburger de luxe : graphite-LPSCI-LGPS-LPSCI-graphite. Cela permet de garantir qu'apr\u00e8s 10 000 cycles, la cellule au lithium poss\u00e8de encore 82% de sa capacit\u00e9 initiale.<\/p>

          Cette strat\u00e9gie d'autor\u00e9paration est tr\u00e8s souple et peut acc\u00e9l\u00e9rer la recherche et le d\u00e9veloppement de l'\u00e9lectrolyte solide par rapport \u00e0 la strat\u00e9gie d'am\u00e9lioration du module de l'\u00e9lectrolyte solide et de pr\u00e9vention de la perforation des dendrites de lithium.<\/p>

          Cellule et mat\u00e9riaux li ion de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration<\/h2>

          (1) Recherche de nouveaux mat\u00e9riaux d'\u00e9lectrode pour la cellule ionique li :<\/p>

          Tout d'abord, il doit \u00eatre \u00e9volutif et sa densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique doit \u00e9galement \u00eatre prise en compte.<\/p>

          Lors de la s\u00e9lection et de la pr\u00e9vision des \u00e9lectrodes \u00e0 partir d'une vaste base de donn\u00e9es, il est n\u00e9cessaire de d\u00e9terminer si elles peuvent conserver leur stabilit\u00e9 structurelle pendant le cycle de la batterie et si elles peuvent \u00eatre synth\u00e9tis\u00e9es.<\/p>

          (2) Selon les diff\u00e9rents domaines d'application et sc\u00e9narios, choisir diff\u00e9rents types de cellules ioniques :<\/p>

          Par exemple, la batterie au titanate de lithium (LTO) peut \u00eatre utilis\u00e9e dans le domaine de la charge rapide et pr\u00e9sente d'excellentes performances en mati\u00e8re de s\u00e9curit\u00e9 et de temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et basses.<\/p>

          Les batteries qui peuvent produire diff\u00e9rentes tensions peuvent \u00eatre mieux adapt\u00e9es aux applications micro\u00e9lectroniques (telles que les puces d'ordinateur), ne n\u00e9cessitent pas de conversions DC-DC et sont plus faciles \u00e0 int\u00e9grer \u00e0 l'\u00e9lectronique de collecte d'\u00e9nergie ; Le co\u00fbt des batteries m\u00e9dicales n'est peut-\u00eatre pas le plus important, mais la s\u00e9curit\u00e9 l'est.<\/p>

          \"Allons-nous<\/p>

          (3) Remplacer les \u00e9lectrolytes liquides traditionnels, tels que les liquides ioniques, les \u00e9lectrolytes \u00e0 haute concentration de sel et les \u00e9lectrolytes solides :<\/p>

          Par exemple, le lithium m\u00e9tal comme anode a \u00e9t\u00e9 largement utilis\u00e9, mais la formation de dendrites de lithium a toujours \u00e9t\u00e9 un risque pour la s\u00e9curit\u00e9, c'est pourquoi le d\u00e9veloppement de batteries enti\u00e8rement solides bas\u00e9es sur un \u00e9lectrolyte solide est encourag\u00e9.<\/p>

          (4) D\u00e9veloppement de r\u00e9actions REDOX anioniques, telles que les batteries lithium-vide, les batteries lithium-soufre, etc :<\/p>

          par exemple, dans les batteries lithium-soufre, l'ion soufre S2- est oxyd\u00e9 de mani\u00e8re r\u00e9versible en polysulfure et en soufre \u00e9l\u00e9mentaire.<\/p>

          Cependant, lorsque l'anion est un ion d'oxyg\u00e8ne, la situation est sensiblement diff\u00e9rente, ce qui peut se produire en m\u00eame temps que la r\u00e9action REDOX cationique, comme les mat\u00e9riaux riches en lithium commun\u00e9ment appel\u00e9s, qui provoquent souvent une perte d'oxyg\u00e8ne et une instabilit\u00e9 structurelle, l'att\u00e9nuation de la tension est plus grave, la fa\u00e7on de supprimer la perte d'oxyg\u00e8ne, d'\u00e9viter les changements structurels est l'objet des efforts futurs.<\/p>

          (5) D\u00e9velopper des piles avec d'autres syst\u00e8mes de m\u00e9taux alcalins que le Li :<\/p>

          Par exemple, le syst\u00e8me de batterie Na, Mg, Ca, Al, Na est le plus proche du syst\u00e8me de batterie Li ion, mais il existe encore des diff\u00e9rences significatives.<\/p>

          Le rayon de Na \u00e9tant plus grand, son environnement de coordination et son r\u00e9seau sont diff\u00e9rents (par exemple, le graphite ne peut pas contenir de Na+), et le sel de Na a une solubilit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e dans le SEI. Cela signifie \u00e9galement que des additifs d'\u00e9lectrolyte diff\u00e9rents sont n\u00e9cessaires.<\/p>

          (6) D\u00e9veloppement de batteries REDOX \u00e0 \u00e9coulement fluide<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

          Will we run out of lithium? The future of li ion cell In 1973, The British chemist Whittingham used titanium disulfide with layered structure as a cathode, with lithium metal as a anode\u00a0assembled into a battery,\u00a0the development of contemporary li ion cell beginning from this. Then Akira Yoshino applied a layer of graphite to the […]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":25082,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","ast-disable-related-posts":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[1,151,155,177,164,195],"tags":[7,117,130,153],"class_list":["post-25036","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-battery-materials","category-lithium-ion-battery-knowledge","category-lithium-iron-phosphate-battery","category-lithium-ion-battery-safety","category-nimh-battery","category-ternary-lithium-battery","tag-battery","tag-battery-cell","tag-lithium-battery","tag-lithium-ion-battery"],"modified_by":"tycorun666","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/25036","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=25036"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/25036\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/25082"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=25036"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=25036"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=25036"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}