Le stockage d'énergie dans les batteries lithium-soufre est potentiellement plus élevé que dans les batteries lithium-ion mais ils sont entravés par une courte durée de vie. Des chercheurs de l'Université d'Uppsala en Suède ont maintenant identifié les principaux goulots d'étranglement des performances.

Les batteries lithium-soufre figurent en bonne place sur la liste de souhaits des futures batteries car elles sont fabriquées à partir de matériaux moins chers et plus respectueux de l'environnement que les batteries lithium-ion. Ils ont également une capacité de stockage d'énergie plus élevée et fonctionnent bien à des températures beaucoup plus basses. Cependant, ils souffrent de courtes durées de vie et de pertes d'énergie. Un article vient de paraître dans la revue Chem par un groupe de recherche de l'Université d'Uppsala a maintenant identifié les processus qui limitent les performances des électrodes de soufre qui à leur tour réduisent le courant pouvant être délivré. Divers matériaux différents sont formés au cours des cycles de décharge/charge et ceux-ci posent divers problèmes. Souvent, une pénurie localisée de lithium provoque un goulot d'étranglement.

"L'apprentissage des problèmes nous permet de développer de nouvelles stratégies et de nouveaux matériaux pour améliorer les performances de la batterie. L'identification des véritables goulots d'étranglement est nécessaire pour passer aux étapes suivantes. C'est un grand défi de recherche dans un système aussi complexe que le lithium-soufre", déclare Daniel Brandell, professeur de chimie des matériaux à l'Université d'Uppsala qui travaille au Ångström Advanced Battery Center.

L'étude a combiné diverses techniques de diffusion de rayonnement :des analyses de rayons X ont été effectuées à Uppsala, en Suède, et les résultats des neutrons provenaient d'une grande installation de recherche, l'Institut Laue Langevin, à Grenoble, en France.

"L'étude démontre l'importance d'utiliser ces infrastructures pour s'attaquer aux problèmes de la science des matériaux", déclare le professeur Adrian Rennie. "Ces instruments sont coûteux mais sont nécessaires pour comprendre des systèmes aussi complexes que ces batteries. De nombreuses réactions différentes se produisent en même temps et des matériaux se forment et peuvent disparaître rapidement pendant le fonctionnement."

L'étude a été réalisée dans le cadre d'une coopération avec Scania CV AB.

"L'énergie électrique est nécessaire pour le secteur des poids lourds et pas seulement pour les véhicules personnels. Ils doivent suivre le développement d'une gamme de batteries différentes qui pourraient bientôt devenir très pertinentes", déclare Daniel Brandell. + Explorer plus loin

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