(Phys.org)—Une équipe de chercheurs de l'Université du Texas a découvert que l'utilisation de nanotubes coaxiaux peut améliorer les performances des batteries lithium-soufre (Li-S). Dans leur article publié dans la revue Lettres nano , l'équipe décrit comment ils ont utilisé le polypyrrole-MnO 2 nanotubes coaxiaux pour surmonter les obstacles à l'utilisation des batteries Li-S dans les produits commerciaux.

Des recherches antérieures ont montré que les batteries Li-S offriraient aux utilisateurs d'appareils électroniques plus de stockage d'énergie, jusqu'à cinq fois supérieur à celui des batteries lithium-ion. Ils pourraient également offrir moins de coûts, car le soufre est abondant et facilement récupéré. Notamment, il est également raisonnablement sans danger pour l'environnement. Mais les batteries Li-S ont souffert de quelques problèmes majeurs, le pire étant "l'effet navette", dans lequel les polysulfures se déplacent à travers la cathode et causent des problèmes dans l'électrolyte. Ils se déplacent également à travers l'électrode, qui épuise le soufre après que la batterie soit chargée et rechargée quelques fois. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont cherché à surmonter ces problèmes en introduisant le PPy-MnO 2 nanotubes à la conception, en les utilisant pour encapsuler les électrodes. L'ajout de nanotubes a permis de réduire l'effet navette et a également contrecarré le problème de la faible conductivité du soufre et du sulfure de lithium, les rapports de l'équipe. Il a également résolu le problème des grands changements de volume dus à la flexibilité des nanotubes.

Les chercheurs rapportent que les tests de leurs batteries Li-S leur ont montré une efficacité de 98,6 coulombiens.

Les chercheurs notent que bien que leurs premiers résultats avec les batteries Li-S améliorées aient été positifs, il y a encore des défis à relever avant que les batteries puissent être utilisées dans des appareils, le principal d'entre eux étant "le problème des dendrites". C'est à ce moment-là que les branches de lithium se développent à travers le séparateur de batterie, provoquant un court-circuit et éventuellement une explosion. L'équipe envisage de tester la possibilité d'utiliser d'autres types d'électrolytes ou d'utiliser du Li 2 S dans le cadre d'une cathode qui pourrait être associée à des anodes en d'autres matériaux tels que le silicium, étain ou graphite. Ils sont convaincus qu'une fois qu'un moyen a été trouvé pour stabiliser les anodes, les batteries lithium-soufre s'avéreront utiles dans une large gamme de produits de consommation.

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