Mise au point d'une batterie à semi-conducteurs ultra-mince et très performante

Deux points essentiels garantissent que les batteries à l'état solide sans l'électrolyte liquide typique restent au centre de la recherche. Une telle batterie ne peut pas fuir et est considérée comme beaucoup plus résistante au feu que les batteries lithium-ion normales. En outre, la densité énergétique est comparable à celle des meilleurs modèles actuels et pourrait encore augmenter.

Si seulement il n'y avait pas le problème que l'un des électrolytes les plus prometteurs, avec sa conductivité ionique très élevée, présente un problème majeur. Sa remarquable conductivité le rend très réactif, de sorte qu'une couche protectrice se forme rapidement au contact de l'air, semblable à celle de l'aluminium ou du cuivre.

En conséquence, les performances de la batterie diminuent très rapidement, ce qui signifie que la durée de vie des batteries à l'état solide ne peut pas rivaliser avec les batteries actuelles des voitures électriques et encore moins avec les meilleurs modèles, qui dépassent largement les 10 000 charges.

Au lieu de développer une protection toujours plus efficace contre ces processus chimiques, l'université de Pohang en Corée du Sud ( ) a adopté une approche différente. Un additif hydrophobe a été ajouté à l'électrolyte solide composé de lithium, de lanthane, de zirconium et d'oxygène (LLZO en abrégé). Ce dernier est lui-même constitué de lithium, d'aluminium et d'oxygène

Il partage donc toute une série de propriétés avec l'électrolyte réel, ce qui signifie que les valeurs exceptionnelles de la batterie ne se détériorent pas. En même temps, les composants inutiles du système peuvent être supprimés, car l'humidité et l'eau ne peuvent pas endommager la batterie.

Le résultat est une batterie d'une taille d'à peine 10 micromètres, plus fine qu'un cheveu humain. En outre, la conception est extrêmement robuste contre les influences extérieures et la densité énergétique atteint le chiffre impressionnant de 500 wattheures par kilogramme.

Il sera intéressant de voir à quoi peuvent servir les batteries ultra-minces. Il est peut-être même possible d'augmenter encore la densité énergétique du système. Les batteries pourraient alors être plus épaisses et utilisées pour des applications mobiles.