Les batteries lithium-ion utilisées actuellement dans les véhicules électriques possèdent des capacités de stockage limitées. Maximilian Fichtner et Munnangi Anji Reddy, respectivement chef et membre du groupe Systèmes de stockage d'énergie à l'Institut denanotechnologie (INT) de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT - Bade-Wurtemberg) en Allemagne, ont développé un concept de batterie rechargeable basé sur les fluorures métalliques.
La Toyota Prius, une voiture hybride thermique-électrique
Les fluorures métalliques sont certes déjà utilisés en tant que matériau de conversion dans les batteries lithium-ion. Cependant, il est possible de s'affranchir de l'élément lithium en employant des électrolytes contenant du fluor, une anode en métal et une cathode en fluorure métallique. Les batteries ainsi obtenues présentent une capacité et une sécurité nettement plus élevées que celles utilisant la technologie lithium-ion. Dans le cas présent, ce sont les anions fluorure qui assurent le transfert de charges. "Du fait que plusieurs électrons par atome métallique peuvent être transférés, ce concept permet d'obtenir des densités d'énergie importantes - jusqu'à dix fois plus élevées que les batteries lithium-ion actuelles", explique Maximilian Fichtner.
Les chercheurs du KIT travaillent désormais à la conception des matériaux ainsi qu'au développement de l'architecture de la batterie, afin d'augmenter leur capacité de départ et améliorer la stabilité de leurs cycles décharge/recharge. Un autre champ d'étude concerne le développement de l'électrolyte. En effet, les matières solides jusqu'alors constitutives de ce dernier ne sont adaptées que pour des applications à haute température. Le but est ainsi d'obtenir un électrolyte liquide utilisable à température ambiante.
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Les fluorures métalliques sont certes déjà utilisés en tant que matériau de conversion dans les batteries lithium-ion. Cependant, il est possible de s'affranchir de l'élément lithium en employant des électrolytes contenant du fluor, une anode en métal et une cathode en fluorure métallique. Les batteries ainsi obtenues présentent une capacité et une sécurité nettement plus élevées que celles utilisant la technologie lithium-ion. Dans le cas présent, ce sont les anions fluorure qui assurent le transfert de charges. "Du fait que plusieurs électrons par atome métallique peuvent être transférés, ce concept permet d'obtenir des densités d'énergie importantes - jusqu'à dix fois plus élevées que les batteries lithium-ion actuelles", explique Maximilian Fichtner.
Les chercheurs du KIT travaillent désormais à la conception des matériaux ainsi qu'au développement de l'architecture de la batterie, afin d'augmenter leur capacité de départ et améliorer la stabilité de leurs cycles décharge/recharge. Un autre champ d'étude concerne le développement de l'électrolyte. En effet, les matières solides jusqu'alors constitutives de ce dernier ne sont adaptées que pour des applications à haute température. Le but est ainsi d'obtenir un électrolyte liquide utilisable à température ambiante.
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