Combinés à un électrolyte superconcentré, les halogénures lamellaires ne se dissolvent plus et forment une famille de matériaux prometteurs pour les cathodes des batteries Li-ion.
© Nicolas Dubouis
Parmi les autres familles de composés d’intercalation qui présentent en théorie des caractéristiques prometteuses, les halogénures lamellaires, dont la structure géométrique est similaire à celle des oxydes lamellaires, sont intéressants. Malheureusement, leur solubilité trop importante dans les électrolytes habituellement utilisés dans les batteries Li-ion a, jusque-là, découragé les recherches sur ces matériaux.
Une équipe internationale, menée par un chercheur du laboratoire Chimie du solide et de l’énergie (CNRS/Sorbonne Université/Collège de France) vient de montrer qu’il était possible de dépasser cette limite en couplant l’utilisation d’halogénures lamellaires avec des électrolytes superconcentrés et d’assembler des dispositifs électrochimiques stables. Afin de tester cette nouvelle approche, les scientifiques ont étudié le comportement électrochimique de trois halogénures différents à base de Chlore, Brome et Iode, à savoir VCl3, VBr3 et VI3. Les résultats confirment qu’un ion Li+ par unité peut s’intercaler réversiblement dans ces matériaux. Cette preuve de concept très prometteuse, publiée dans la revue Nature Materials, va permettre d’explorer tout un nouveau pan du tableau périodique pour l’élaboration de matériaux pour le stockage électrochimique de l’énergie et, qui sait, briser le plafond de verre qui repose actuellement sur les batteries Li-ion.
Référence:
Extending insertion electrochemistry to soluble layered halides with superconcentrated electrolytes
Nicolas Dubouis, Thomas Marchandier, Gwenaelle Rousse, Florencia Marchini, François Fauth, Maxim Avdeev, Antonella Iadecola, Benjamin Porcheron, Michael Deschamps, Jean-Marie Tarascon et Alexis Grimaud
Nature Materials 29 juillet 2021.
https://doi.org/10.1038/s41563-021-01060-w
Source: CNRS INC