Les batteries à semi-conducteurs présentent un grand intérêt pour l’industrie des véhicules électriques. Les scientifiques de l’Université de technologie de Chalmers, en Suède, et de l’Université de Xi’an Jiaotong, en Chine, présentent maintenant une nouvelle façon de rapprocher ce concept prometteur d’une software à grande échelle. Une couche intermédiaire, faite d’un matériau à tartiner « beurre », aide à décupler la densité de courant, tout en augmentant les performances et la sécurité.



« Cette couche intermédiaire rend la cellule de la batterie beaucoup additionally secure, et donc capable de résister à une densité de courant beaucoup moreover élevée. Ce qui est également essential, c’est qu’il est très facile d’appliquer la masse molle sur l’anode au lithium métal dans la batterie – comme répandre du beurre sur un sandwich « , explique le chercheur Shizhao Xiong au Département de physique de Chalmers.

Aux côtés du professeur Chalmers Aleksandar Matic et du groupe de recherche du professeur Music à Xi’an, Shizhao Xiong travaille depuis longtemps à l’élaboration d’une couche intermédiaire appropriée pour stabiliser l’interface des batteries à semi-conducteurs. Les nouveaux résultats ont été récemment présentés dans la revue scientifique State-of-the-art Useful Resources.



Les batteries à semi-conducteurs pourraient révolutionner le transport électrique. Contrairement aux batteries lithium-ion d’aujourd’hui, les batteries à semi-conducteurs ont un électrolyte solide et ne contiennent donc aucun liquide nocif pour l’environnement ou inflammable.

En termes simples, une batterie à semi-conducteurs peut être comparée à un sandwich sec. Une couche de lithium métallique agit comme une tranche de pain et une material céramique est posée sur le dessus comme une garniture. Cette compound dure est l’électrolyte solide de la batterie, qui transporte les ions lithium entre les électrodes de la batterie. Mais le « sandwich » est si sec qu’il est difficile de le garder ensemble – et il y a aussi des problèmes causés par la compatibilité entre le « pain » et le « nappage ». De nombreux chercheurs du monde entier travaillent à l’élaboration de résolutions appropriées pour résoudre ce problème.

Le matériau avec lequel les chercheurs de Göteborg et de Xi’an travaillent actuellement est une compound molle, tartinable, semblable à du beurre, constituée de nanoparticules de l’électrolyte céramique, LAGP, mélangées à un liquide ionique. Le liquide encapsule les particules de LAGP et rend la couche intermédiaire douce et protectrice. Le matériau, qui a une texture similaire au beurre du réfrigérateur, remplit plusieurs fonctions et peut être facilement étalé.

Bien que le potentiel des batteries à semi-conducteurs soit très bien connu, il n’y a pas encore de moyen établi de les rendre suffisamment stables, en particulier à des densités de courant élevées, lorsque beaucoup d’énergie est extraite d’une cellule de batterie très rapidement, c’est-à-dire rapidement charge ou décharge. Les chercheurs de Chalmers voient un grand potentiel dans le développement de cette nouvelle couche intermédiaire.

« Il s’agit d’une étape importante sur la voie de la fabrication de batteries à grande échelle, rentables, sûres et respectueuses de l’environnement qui offrent une capacité élevée et peuvent être chargées et déchargées à un rythme élevé », explique Aleksandar Matic, professeur au Département de physique de Chalmers, qui prévoit que les batteries à semi-conducteurs seront sur le marché d’ici cinq ans.