Comment augmenter la densité énergétique (énergie par unité de masse) des batteries lithium-ion actuellement les plus performantes pour équiper les véhicules électriques ? Une première étape est d'approfondir la compréhension que nous avons de leur fonctionnement.
Mise en évidence expérimentale du processus TCLM - Déconvolution des spectres Ni 2p montrant la réduction du nickel en fonction du temps de chauffage (a), et l'augmentation de l'oxydation de l'oxygène (b) par rapport à leurs spectres de référence (c,d).
©Jean-Marie Tarascon.
Pour cela, les équipes du laboratoire "Chimie du solide-énergie" (CNRS/Collège de France) sont parvenus à mettre expérimentalement en évidence les paramètres physico-chimiques favorisant les transferts d'électrons. En combinant analyse électrochimique et techniques spectroscopiques, les scientifiques ont identifié le processus de transfert de charge ligand-métal à l'origine de l'activité électrochimique des nouveaux matériaux cathodiques reposant sur l'activité redox double des cations et des anions.
Cette avancée scientifique parue dans la revue
Nature Materials le mois dernier permettra donc d'orienter les futures recherches vers la conception de systèmes de stockage encore plus performants.
Référence:
Biao Li, Khagesh Kumar, Indrani Roy, Anatolii V. Morozov, Olga V. Emelyanova, Leiting Zhang, Tuncay Koç, Stéphanie Belin, Jordi Cabana, Rémi Dedryvère, Artem M. Abakumov & Jean-Marie Tarascon.
Capturing dynamic ligand-to-metal charge transfer with a long-lived cationic intermediate for anionic redox
Nature Materials - 2022
https://www.nature.com/articles/s41563-022-01278-2