Les chercheurs ont identifié de nouveaux matériaux solides qui pourraient conduire à la fabrication de batteries lithium-ion non toxiques, selon une étude récemment publiée dans la revue Science et technologie des matériaux avancés .

Les batteries sont constituées de deux électrodes de charge opposée séparées par un liquide, comme un gel, ou milieu « électrolyte » solide à travers lequel des atomes chargés électriquement, ou des ions, mouvement. Dans de nombreux cas, ces électrolytes sont toxiques et inflammables, les chercheurs ont donc recherché des alternatives non toxiques.

Makoto Moriya de l'Université de Shizuoka au Japon a étudié les cristaux moléculaires à cette fin. Pour obtenir les cristaux, il a ajouté un composé organique au sel de lithium. Les molécules s'auto-assemblent pour former des canaux à travers lesquels les ions lithium se déplacent, créer un courant électrique. La modification des structures des cristaux a affecté leurs fonctions de conduction ionique.

La conductivité ionique dans ces matériaux n'était pas aussi élevée que dans les liquides organiques, céramiques inorganiques ou électrolytes de verre. Mais c'était comparable aux électrolytes polymères, qui ont été ciblés comme électrolytes solides potentiels.

Aussi, la quantité de substances organiques inflammables dans les électrolytes cristallins moléculaires était plus faible que dans les électrolytes polymères et dans les électrolytes liquides conventionnels, ce qui en fait une alternative potentiellement plus sûre.

Moriya a trouvé facile de contrôler la structure cristalline de ces matériaux solides en modifiant leurs molécules. Cette polyvalence structurelle pourrait s'avérer être un outil puissant pour améliorer considérablement la conductivité ionique dans ces matériaux.

"Ces observations... pourraient ouvrir la porte à la conception de nouveaux électrolytes solides et donc au développement de nouveaux dispositifs moléculaires, " conclut Moriya.