Comme chacun le sait, les anodes en silicium, qui ont des densités d’énergie beaucoup plus élevées que les anodes en graphite, sont des matériaux d’électrode négative extrêmement précieux pour une utilisation dans les batteries lithium-ion de nouvelle génération. Cependant, la commercialisation des anodes à base de silicium a été entravée par l’absence d’une technologie capable d’empêcher la destruction structurelle pendant les processus de charge et de décharge.
Une équipe de recherche du KAIST dirigée par le professeur Jaeyoung Jang du Département de science et d'ingénierie des matériaux a surmonté les limites de la méthode conventionnelle de préparation des anodes en silicium en proposant une technologie permettant de produire des anodes utilisant du graphite gravé électrochimiquement.
Les chercheurs ont gravé le graphite avec une méthode électrochimique pour synthétiser directement des nanoparticules de silicium uniques d'une taille d'environ 10 nm. Cela a permis aux particules de silicium d’être intégrées de manière stable à l’intérieur d’une matrice de carbone, et le silicium de taille nanométrique a joué un rôle dans l’amélioration significative de la densité énergétique et de la durée de vie de l’électrode négative.
Le professeur Jang a expliqué que la méthode de gravure du graphite est supérieure à la méthode existante de mélange de nanoparticules de silicium et de carbone, car elle minimise la dégradation de la batterie et permet la synthèse directe de l'électrode négative sans processus supplémentaires. Ce sera la clé de la production de masse et de la compétitivité des prix des anodes en silicium.
Il a également ajouté :« Cette recherche servira de base à l'amélioration de la densité énergétique des batteries lithium-ion dotées d'anodes en silicium, ce qui constitue l'aspect le plus important qui entrave la commercialisation des batteries de nouvelle génération. »
La recherche a été soutenue par la Fondation nationale de recherche de Corée (NRF) et Samsung SDI. Il a également été publié dans le Journal of Materials Chemistry A.
