De nouveaux matériaux polymères en cours de développement au laboratoire national d’Oak Ridge pourraient permettre des batteries plus sûres et plus stables nécessaires pour les véhicules électriques et le stockage de l’énergie du réseau.
Les polymères sont des électrolytes prometteurs pour les batteries au lithium à l’état solide en raison de leur faible coût, de leur flexibilité et de leur capacité de traitement, mais les performances doivent être améliorées.
« Généralement, vous pouvez augmenter la flexibilité pour améliorer la conductivité, mais vous sacrifiez la force. Notre approche contourne ce compromis en ajoutant de la flexibilité de manière sélective dans les blocs conducteurs d’ions », a déclaré Guang Yang de l’ORNL.
L’équipe a conçu un copolymère séquencé qui prend en sandwich un noyau conducteur entre des couches externes rigides qui protègent le « remplissage ». La conception inspirée de l’utilisation est nano-ingénierie pour bloquer les dendrites, des excroissances de lithium qui pourraient percer les électrolytes et endommager les batteries.
Les résultats ont été publiés dans le Journal de la société électrochimique dans un numéro qui honorait John Goodenough, inventeur de la batterie lithium-ion.
« Des découvertes comme celle-ci peuvent conduire à des batteries au lithium métal robustes qui peuvent nous aider à atteindre les objectifs d’énergie propre », a déclaré Jagjit Nanda de l’ORNL.
Guang Yang et al, Plastification sélective du bloc de poly (oxyde d’éthylène) (PEO) dans les électrolytes copolymères triblocs de polystyrène nanostructuré-PEO-polystyrène, Journal de la société électrochimique (2022). DOI : 10.1149/1945-7111/ac6a18