La recherche menée par l’Université de Liverpool, en partenariat avec Johnson Matthey PLC et l’Université de Loughborough, fait des progrès significatifs dans le développement d’électrolytes stables et pratiques pour les batteries lithium-oxygène.
Le lithium-oxygène (Li-O2) (ou batterie lithium-air), constituée de Li-métal et d’un cadre conducteur poreux, car son électrode libère l’énergie de la réaction de l’oxygène de l’air et du lithium. La technologie en est à ses débuts, mais pourrait en théorie fournir un stockage d’énergie beaucoup plus important que la batterie lithium-ion conventionnelle.
Crédit d’image: Université de Liverpool
Dans un papier publié dans la revue Matériaux fonctionnels avancés, Professeur Laurence Hardwick de l’Université de Liverpool Institut Stephenson pour les énergies renouvelables (SIRE) et ses collègues ont méticuleusement caractérisé et développé des formulations d’électrolyte qui minimisent considérablement les réactions secondaires au sein de la batterie pour permettre une meilleure stabilité de cycle plus long.
Selon l’auteur principal de l’article, Dr Alex Neale qui est également chez SIRE, la recherche démontre que la réactivité de certains composants électrolytiques peut être désactivée par un contrôle précis des ratios des composants.
Le Dr Neale a déclaré: «La capacité de formuler avec précision l’électrolyte à l’aide de composants facilement disponibles et à faible volatilité nous a permis de personnaliser un électrolyte spécialement pour les besoins de la technologie de batterie métal-air qui a permis d’améliorer considérablement la stabilité et la fonctionnalité du cycle.»
«Les résultats de notre étude montrent vraiment qu’en comprenant l’environnement de coordination précis du lithium-ion dans nos électrolytes, nous pouvons le lier directement à l’obtention de gains significatifs de stabilité de l’électrolyte à l’interface des électrodes métalliques Li et, par conséquent, à des améliorations dans la cellule réelle. performance. »
Le Dr Pooja Goddard du département de chimie de l’Université de Loughborough a déclaré: «C’était passionnant de voir grâce à l’utilisation à la fois de calculs et de données expérimentales que nous avons pu identifier les paramètres physiques clés qui ont permis aux formulations de devenir stables par rapport à l’interface d’électrode au lithium métal.
Les électrolytes conçus fournissent de nouvelles formulations de référence qui soutiendront les recherches en cours au sein de nos groupes de recherche pour comprendre et développer de nouvelles architectures cathodiques pratiquement viables afin de réduire les inefficacités aller-retour et de prolonger encore la durée de vie des cycles.
Enrico Petrucco de Johnson Matthey PLC a déclaré: «Ce travail illustre une stratégie de conception d’électrolyte utile pour les batteries Li-air, étayée par une excellente science dans le cadre d’une excellente collaboration. Cela nous rapproche encore plus des itinéraires pratiques pour surmonter les défis Li-air complexes. »
La recherche collaborative entre les deux groupes de recherche universitaires de Liverpool et Loughborough et Johnson Matthey PLC a été rendue possible grâce au soutien d’une subvention Innovate UK qui permet à l’industrie et aux universités de travailler ensemble pour relever les défis de la recherche axée sur la technologie.
La source: Université de Liverpool
