Une équipe de recherche collaborative, dirigée par le professeur Hyun-Kon Tune de l’École de génie énergétique et chimique de l’UNIST, le Dr Search engine marketing-Hyun Jung du Centre de recherche sur les produits chimiques spécialisés avancés de l’Institut coréen de recherche en technologie chimique (KRICT) et le Dr. Tae-Hee Kim du centre de R&D sur les technologies énergétiques avancées d’Ulsan de l’Institut coréen de recherche sur l’énergie (KIER), a franchi une étape révolutionnaire dans la technologie des batteries. Leur réussite remarquable dans le développement d’un électrolyte polymère gel (GPE) ininflammable devrait révolutionner la sécurité des batteries lithium-ion (LIB) en atténuant les risques d’emballement thermique et d’incendies.
Dans le passé, l’inflammabilité potentielle des LIB a suscité d’importantes inquiétudes, en particulier dans les véhicules électriques, où les risques d’incendie constituent une menace sérieuse pour les parkings souterrains. Pour répondre à ce problème critique, l’équipe de recherche a réussi à développer un électrolyte semi-solide polymère ininflammable révolutionnaire, offrant une answer prometteuse pour atténuer les incendies de batteries.
Traditionnellement, les électrolytes ininflammables reposaient largement sur l’incorporation d’additifs ignifuges ou de solvants ayant des points d’ébullition exceptionnellement élevés. Cependant, ces méthodes entraînaient souvent une diminution considérable de la conductivité ionique, compromettant les performances globales de l’électrolyte.
Dans le cadre de leurs recherches révolutionnaires, l’équipe de recherche a introduit une quantité infime de polymère dans l’électrolyte, créant ainsi un électrolyte semi-solide. Cette nouvelle approche a considérablement augmenté la conductivité des ions lithium de 33 % par rapport aux électrolytes liquides existants. De as well as, les batteries de type pochette intégrant cet électrolyte semi-solide ininflammable ont présenté une amélioration remarquable de 110 % des caractéristiques de durée de vie, empêchant efficacement les réactions électrolytiques inutiles pendant la formation et le fonctionnement de la couche d’interphase électrolyte solide (SEI).
Le principal avantage de cet électrolyte innovant réside dans ses performances exceptionnelles et son incombustibilité. En supprimant les réactions radicalaires en chaîne avec les composés combustibles pendant le processus de combustion, l’électrolyte polymère semi-solide inhibe efficacement l’apparition d’incendies de batterie. L’équipe de recherche a démontré l’excellence du polymère développé en analysant quantitativement sa capacité à stabiliser et à supprimer les radicaux.
Jihong Jeong (École d’ingénierie énergétique et chimique, UNIST) a souligné : « L’interaction entre le matériau polymérisé à l’intérieur de la batterie et les solvants volatils nous permet de supprimer efficacement les réactions radicalaires en chaîne. Grâce à la quantification électrochimique, cette avancée contribuera grandement à comprendre le mécanisme de électrolytes ininflammables.
Le co-premier auteur Mideum Kim, étudiant en master à l’École d’ingénierie énergétique et chimique de l’UNIST et à l’Institut coréen de recherche en technologie chimique (KRICT), a en outre confirmé la sécurité exceptionnelle de la batterie elle-même à travers diverses expériences. L’approche globale de l’équipe comprenait l’application de l’électrolyte semi-solide ininflammable aux batteries de style pochette, garantissant ainsi l’évaluation de l’incombustibilité de l’électrolyte étendue aux purposes pratiques des batteries.
« La composition multidisciplinaire de l’équipe de recherche, impliquant l’électrochimie de l’UNIST, la synthèse de polymères du Centre de recherche KRICT pour les produits chimiques spécialisés avancés et les exams de sécurité des batteries par le Centre de R&D sur les technologies énergétiques avancées d’Ulsan à l’Institut coréen de recherche énergétique (KIER), a joué un rôle déterminant dans réaliser cette percée », a déclaré le professeur Song. « L’utilisation d’électrolytes semi-solides ininflammables, qui peuvent être directement incorporés dans les processus d’assemblage de batteries existants, accélérera la commercialisation foreseeable future de batteries in addition sûres. »
L’étude de recherche a demandé cinq brevets en Corée et deux à l’étranger, soulignant encore davantage l’importance de cette réalisation. De furthermore, elle a été sélectionnée comme couverture supplémentaire pour ACS Strength Letters, avec publication en ligne le 13 octobre 2023. Cette étude a été rendue attainable grâce au soutien de la Fondation nationale de recherche de Corée (NRF), du ministère de la Science et des TIC. (MSIT), l’Institut coréen d’évaluation de technologie industrielle (KEIT), l’Institut coréen de recherche en technologie chimique et Samsung SDI Co. Ltd.
