Il y a des progrès dans la technologie des batteries Li-S : plus de 99 %. puissance après 200 cycles

Des scientifiques de l'Université de Melbourne (Australie) ont annoncé des avancées dans la technologie de stabilisation des batteries lithium-soufre (Li-S). Ils ont pu créer des cellules qui ont conservé plus de 99 % de leur capacité après 200 cycles de fonctionnement et ont offert plusieurs fois la capacité des cellules lithium-ion pour le même poids.

Éléments Li-S - il y a des problèmes, il y a des solutions

L'idée d'utiliser du soufre dans les cellules n'est pas nouvelle : des batteries Li-S étaient déjà utilisées en 2008 sur le Zephyr-6, qui a battu le record de distance d'atterrissage. Il pourrait rester dans l'air pendant près de 3,5 jours grâce à des batteries lithium-soufre légères qui alimentaient le moteur et se chargeaient à partir de batteries photovoltaïques (source).

Cependant, les cellules Li-S ont un inconvénient majeur : supporter jusqu'à plusieurs dizaines de cycles de travailCar lors de la charge, une cathode en soufre augmente son volume d'environ 78 % (!), soit 8 fois plus que celui du graphite dans les cellules lithium-ion. Le gonflement de la cathode provoque son effritement et la dissolution du soufre dans l'électrolyte.

Et plus la taille de la cathode est petite, plus la capacité de la cellule entière est petite - la dégradation se produit immédiatement.

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Les scientifiques de Melbourne ont décidé de coller les molécules de soufre avec un polymère, mais leur ont donné un peu plus d'espace qu'auparavant. Une partie des liaisons serrées ont été remplacées par des ponts souples en polymère, ce qui a permis d'obtenir une plus grande résistance à la destruction avec un changement de volume - les ponts collent les éléments cathodiques comme du caoutchouc :

Ponts polymères reliant les structures des molécules de soufre (c) Université de Melbourne

Les cellules avec de telles cathodes améliorées sont à leur meilleur. ont pu conserver 99 % de leur capacité d'origine après plus de 200 cycles de charge (une source). Et elles ont conservé le plus gros avantage du soufre : elles stockent jusqu'à 5 fois plus d'énergie par unité de volume que les cellules lithium-ion.

Inconvénients ? La charge et la décharge ont eu lieu à une puissance de 0,1 C (0,1 x capacité), après 200 cycles supplémentaires, même les meilleures solutions sont tombées à 80 % de leur capacité d'origine... De plus, à des charges plus élevées (charge/décharge à 0,5 C), les cellules ont perdu 20 % de leur capacité après plusieurs dizaines, pour un maximum d'un peu plus de 100 cycles de charge.

Il y a des progrès dans la technologie des batteries Li-S : plus de 99%. puissance après 200 cycles