Des scientifiques australiens ont développé un électrolyte ininflammable pour les batteries potassium et potassium-ion, pour des applications dans les systèmes de stockage d'énergie de nouvelle génération au-delà de la technologie au lithium. Dans la revue Angewandte Chemie , les scientifiques écrivent que le nouvel électrolyte à base de phosphate organique rend les batteries plus sûres et permet également un fonctionnement à des concentrations réduites, ce qui est une condition nécessaire pour les applications à grande échelle.

La technologie lithium-ion domine toujours les applications de stockage d'énergie, mais il a des inconvénients intrinsèques, parmi lesquels le prix, problèmes environnementaux, et l'inflammabilité de l'électrolyte. Par conséquent, dans les technologies de nouvelle génération, les scientifiques remplacent l'ion lithium par des ions plus abondants et beaucoup moins chers, comme l'ion potassium. Cependant, les batteries potassium et potassium-ion sont également confrontées à des problèmes de sécurité, et les électrolytes ininflammables ne sont pas encore disponibles pour eux.

Le scientifique des matériaux Zaiping Guo, et son équipe de l'Université de Wollongong, L'Australie a trouvé une solution. Les chercheurs ont développé un électrolyte à base d'un matériau ignifuge et l'ont adapté pour une utilisation dans les batteries au potassium. En plus de fournir l'ininflammabilité, il pourrait fonctionner dans des batteries à des concentrations adaptées aux applications à grande échelle, écrivent les scientifiques.

Ce nouvel électrolyte contenait du phosphate de triéthyle comme seul composant du solvant. Cette substance est connue comme un retardateur de flamme. Il a été testé dans des batteries lithium-ion, mais seules des concentrations très élevées ont fourni une stabilité suffisante pour un fonctionnement à long terme, trop élevé pour les applications industrielles. L'industrie des batteries exige des électrolytes dilués, qui sont moins chers et assurent de meilleures performances. En utilisant des ions potassium, cependant, les concentrations pourraient être réduites, les auteurs ont rapporté. Ils ont combiné le solvant phosphate avec un sel de potassium couramment disponible et ont obtenu un électrolyte qui ne brûlait pas et permettait un cyclage stable des concentrations de la batterie assemblée de 0,9 à 2 moles par litre, quelles sont les concentrations qui conviennent à de plus grandes échelles ; par exemple, dans les applications de réseaux intelligents.

La clé de cette performance était la formation d'une couche d'interphase solide-électrolyte uniforme et stable, selon les auteurs. Ils ont observé cette couche, qui assure l'opérabilité des électrodes, uniquement avec l'électrolyte phosphate. Les électrolytes conventionnels à base de carbonate n'ont pas pu construire cette couche. Les auteurs ont également signalé une stabilité élevée en cyclisme; tandis que, dans les mêmes conditions, l'électrolyte conventionnel à base de carbonate se décompose.

Guo et son équipe ont démontré que les batteries potassium-ion de nouvelle génération peuvent être sécurisées en utilisant un nouveau produit inorganique, électrolyte à base de phosphate. Ils suggèrent que les électrolytes à base de retardateurs de flammes peuvent être développés davantage et pourraient être utilisés pour la conception d'autres systèmes de batteries ininflammables.