Des batteries hautes performances pour le stockage des énergies renouvelables
Dans leurs recherches visant à réduire les émissions de dioxyde de carbone, les compagnies d'électricité se sont tournées vers des sources d'énergie renouvelables comme le vent, les vagues et le soleil. Toutefois, l'électricité fournie par ces sources est intermittente car elle dépend de variables externes. Rendre l'énergie renouvelable pratique requiert l'examen de nouvelles méthodes de stockage de l'énergie à une grande échelle et sa libération à la demande. Les batteries Li-ion peuvent fournir une alimentation ininterrompue et une puissance et une distribution de qualité. Le projet SIRBATT (Stable interfaces for rechargeable batteries), financé par l'UE, était une collaboration de trois ans entre six universités et cinq entreprises du secteur privé en Europe dans le but d'améliorer radicalement la compréhension de la structure et des réactions se produisant à l'interface de l'électrode de la batterie et de l'électrolyte. La durabilité et les performances de la batterie sont fortement influencées par les caractéristiques de l'interphase d'électrolyte solide (IES) qui se forme rapidement sur les électrodes. Utilisant différentes techniques de modélisation et de simulation, les chercheurs ont obtenu davantage d'informations sur la formation IES et les propriétés de transport des anodes de métal de lithium et de carbone graphitique ainsi que les facteurs atomiques et électroniques régissant la formation IES et les mécanismes de vieillissement. L'évolution de l'IES dans les matériaux des anodes à des pas de charge sélectionnés a été étudiée en exploitant la sensibilité de surface de la spectroscopie d'absorption des rayons x. Un large éventail de nouvelles techniques de mesure ex situ et in situ ont permis aux chercheurs d'examiner la chimie des matériaux électroactifs en vrac et leurs surfaces. L'équipe du projet a également synthétisé un large éventail de matériaux d'électrode d'anode et de cathode et les a testés dans des électrolytes classiques et contenant des additifs à différentes températures et différents régimes. Les formules d'électrode vertes via traitement aqueux et l’utilisation d'un liant sans fluor étaient des éléments phares du projet. Des micro-capteurs récemment développés seront utilisés pour contrôler les cellules de lithium afin de maintenir des conditions d'utilisation optimales et permettre le fonctionnement d'appareils durables qui peuvent être échelonnés pour être utilisés dans des batteries de réseau. SIRBATT a exploré les problèmes qui limitent actuellement la durée de vie des batteries utilisées dans un stockage de batterie stationnaire, en tentant de fournir une solution préventive pour garantir la plus longue durée de vie possible des batteries Li-ion à l'avenir.
Mots‑clés
Batteries, énergies renouvelables, stockage d'énergie, Li-ion, SIRBATT, interphase électrolyte solide
