Des batteries lithium-soufre jusqu’à cinq fois plus efficaces que les accumulateurs lithium-ion
Des chercheurs de l’université de Monash en Australie ont mis au point un prototype de batterie au lithium-soufre (Li-S) qui serait deux à cinq fois plus performante que les batteries actuelles, moins onéreuse et plus simple à fabriquer. Mais il reste plusieurs obstacles à surmonter.Les accumulateurs au lithium-soufre ne sont pas une nouveauté : cela fait plusieurs années que des chercheurs ont découvert leur haute densité énergétique. Mais ils présentaient un inconvénient majeur : leur courte durée de vie. L’électrode au soufre se brisait régulièrement par manque de résistance lors des charges et décharges. Pour remédier au problème, Matthew Hill, Mahdokht Shaibani et Mainak Majumder, chercheurs à l’Université de Monash à Canberra , ont redessiné les liaisons entre les particules qui constituent la cathode de soufre. En s’inspirant d’une technique employée dans la fabrication de détergents en poudre, ils sont parvenus à permettre à ces particules de mieux gérer des charges élevées sans perdre en stabilité, et à améliorer ainsi la résistance des électrodes à se fissurer.Le lithium-soufre : solution d’avenir ?C’est notamment ce qui explique pourquoi, depuis plusieurs années, les recherches sur la technologie lithium-soufre (LSB) s’intensifient.En janvier dernier, nous avions déjà évoqué les progrès considérables réalisés par une équipe de chercheurs de l’université de Monash en Australie.De nombreux problèmes restaient à résoudre : faible durée de vie des cellules, instabilité des électrodes, et formation de dendrites sur les anodes. Mais aujourd’hui, ces obstacles sont en passe d’être surmontés.Des chercheurs de l’Institut des sciences et technologies de Daegu Gyeongbuk (Corée du Sud) ont développé une structure hôte appelée « silice mésoporeuse ordonnée en plaquettes (pOMS) ». Cette structure permet d’utiliser un oxyde métallique peu coûteux et abondant, la silice, pour attirer les polysulfures de lithium solubles (LiPS) qui se forment à la cathode. Les LiPS atteignaient facilement l’anode et dégradaient progressivement la capacité de la batterie. Grâce à la silice, les LiPS peuvent désormais être piégées à la cathode.Selon le professeur Jong-Sung Yu, qui a dirigé les études, « la structure de la silice retient clairement beaucoup plus de soufre pendant les cycles, et cela se traduit par une stabilité plus importante sur pas moins de 2000 cycles ».Ces résultats pourraient conduire à une véritable révolution dans la fabrication des batteries au soufre, et ouvrent le champ des possibles en matière d’autonomie des véhicules propres, y compris des avions électriques.
