Les batteries lithium-ion sont présentes dans tout, des téléphones portables aux voitures. Cependant, des incidents récents impliquant des incendies ou des explosions de ces appareils montrent qu'il existe un besoin pour des batteries plus sûres. Une option consiste à remplacer l'électrolyte liquide inflammable par un électrolyte à l'état solide (SSE). Mais certaines des ESS les plus étudiées sont elles-mêmes inflammables, laissant le problème de sécurité initial sans réponse. Les chercheurs rapportent maintenant dans ACS' Lettres nano qu'ils ont développé une ESS qui ne brûlera pas.

Les batteries lithium-ion traditionnelles se composent d'une cathode et d'une anode, séparés par un électrolyte liquide et un mince morceau de plastique poreux. Si la batterie est endommagée, par exemple, s'il est surchargé ou si des projections de lithium en forme d'aiguille se développent et percent le séparateur en plastique, l'électrolyte peut s'enflammer. Les scientifiques ont expérimenté diverses solutions, comme l'ajout de produits ignifuges à l'électrolyte, ou remplacer le séparateur mou et inflammable et l'électrolyte par un SSE. Cependant, les ESS de pointe ont leurs propres limites, y compris la fragilité et la lourdeur. La fragilité peut être réduite en utilisant un polymère SSE, mais les aiguilles au lithium peuvent toujours percer ces matériaux mous. Les ESS composites polymère/céramique contournent ce problème, mais la plupart de ces matériaux sont encore inflammables. Yi Cui et ses collègues voulaient concevoir une alternative plus sûre.

L'équipe a développé un SSE composé d'un support mécanique poreux (un film polyimide), additif ignifuge (décabromodiphényléthane), et un électrolyte polymère (oxyde de polyéthylène/bis[trifluorométhanesulfonyl]imide de lithium). Les chercheurs disent qu'il s'agit du premier SSE ultraléger à base de polymère ignifuge. En réalité, une batterie qu'ils ont fabriquée à partir de ce SSE a continué à bien fonctionner même lorsqu'elle a été exposée aux flammes. En outre, le nouveau SSE peut fournir une densité énergétique et des performances au moins comparables aux batteries lithium-ion conventionnelles.