Les nouveaux développements technologiques des chercheurs de l'UNIST promettent d'augmenter considérablement les performances des batteries au lithium métal dans le cadre de recherches prometteuses pour la prochaine génération de batteries rechargeables. L'étude valide également le principe d'amélioration des performances de la batterie via l'observation in situ en temps réel du cycle de charge-décharge.

Cette percée a été dirigée par le professeur Hyun-Wook Lee de l'École d'ingénierie énergétique et chimique de l'UNIST en collaboration avec l'Agence pour la science, Technologie et recherche (A*Star) à Singapour.

Les batteries au lithium métal sont un type de batterie rechargeable qui a du lithium comme anode. Parmi un certain nombre de matériaux de cathode différents, le lithium métal a la tension de commande la plus faible et possède une capacité environ 10 fois supérieure à celle des anodes en graphite conventionnelles. Par conséquent, il a suscité beaucoup d'intérêt en tant que matériau d'anode potentiel de nouvelle génération pour les véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie à grande échelle.

Alors que les anodes au lithium métal représentent un candidat idéal pour les batteries à haute densité énergétique, leur utilisation comme anodes dans les cellules commerciales nécessite plus de développement. Par exemple, le lithium métal a tendance à se développer en structures dendritiques pendant les processus de charge/décharge continus d'une batterie, ce qui peut entraîner de mauvaises performances. En effet, cette structure dendritique sur la couche superficielle de lithium métal déclenche des courts-circuits internes en perçant le séparateur de batterie.

Dans l'étude, l'équipe de recherche a supprimé la croissance dendritique en recouvrant la feuille de lithium d'un siliciure de lithium (Li X Si) couche. Les résultats ont montré d'excellentes performances électrochimiques en termes de capacité de débit et de stabilité du cycle.

L'observation microscopique optique in situ a également été réalisée pour surveiller le dépôt électrochimique de lithium sur le Li X Électrodes au lithium modifiées au Si et électrode nue au lithium. Il a été observé qu'une dissolution/dépôt de lithium beaucoup plus uniforme sur le Li X L'anode au lithium modifiée par Si peut être réalisée par rapport à l'électrode au lithium nue.

"Notre étude fournit une observation directe du comportement électrochimique, extension de volume, ainsi que la croissance de dendrites de lithium d'anodes métalliques de lithium, ", déclare le professeur Lee. "L'appliquer à de vraies batteries contribuera également à la commercialisation des batteries au lithium métal."

Cette recherche a été publiée dans Matériaux avancés .