Une nouvelle génération de batteries au lithium
Les batteries au lithium sont très répandues et très intéressantes par leur capacité élevée, leur poids réduit et leur durée de vie. Pour améliorer les performances tout en garantissant la sûreté, on s''intéresse de plus en plus aux électrolytes solides à base de lithium (le transporteur de charge) et constitués de matériaux divers, en particulier vitreux. Mais la préparation de couches minces présentant les caractéristiques désirées, par la technique de pulvérisation, s''est avérée problématique. Des chercheurs européens du projet HI-Condelec financé par l''UE ont entrepris de mettre au point des électrolytes solides (à structure vitreuse ou cristalline), ainsi que la technologie nécessaire pour obtenir des couches minces dotés d''une conductivité très élevée et plus stables chimiquement et mécaniquement. Ils ont développé des outils informatiques puissants pour étudier et caractériser le comportement des matériaux, depuis l''échelle atomique jusqu''à celle de la structure du verre, car les propriétés des matériaux bruts se sont avérées assez différentes de celles des couches minces de même composition. Les chercheurs ont également réalisé des outils similaires pour étudier la stabilité des électrolytes en couche mince produits par pulvérisation, ainsi que le processus d''empilement lui-même. Des études expérimentales ont permis d''établir les paramètres du processus de pulvérisation et d''étudier les conductances ioniques des matériaux préparés. L''équipe du projet HI-Condelec a ainsi identifié les relations de base entre la structure et les propriétés, les paramètres de traitement et les conditions pour réaliser des compositions optimales et un électrolyte exploitable dans des microbatteries. Le projet HI-Condelec a largement fait progresser la compréhension des propriétés et des paramètres de la fabrication des électrolytes solides en couche mince par pulvérisation. Il a également fabriqué un électrolyte pour micro batterie prêt pour une montée en échelle. Les électrolytes solides en couche mince ouvrent la voie à des dispositifs miniatures de stockage de l''énergie ainsi que des vitres ou des écrans intelligents, entre autres. L''exploitation des résultats pourrait avoir un impact important sur l''électronique et d''autres secteurs, et bénéficier aussi bien aux fabricants qu''aux consommateurs.
