Un nouveau matériau de batterie à base de carbone améliore la sécurité, la longévité et la puissance

Université du Tohoku, Sendai, Japon

Structure du MG4C60 en couches. un. Modèles XRD de poudres vierges C60 et MG4C60 avec un résultat simulé pour MG4C60. b. Image SEM de la poudre MG4C60 avec une barre d'échelle de 5 µm. c. Image IFFT TEM (barre d'échelle de 1 nm) du MG4C 60 avec illustration structurelle en médaillon en marron. d. Spectres XAS C K-edge du C 60 et du MG4C60 vierges. Illustration de la structure du MG4C 60 en couches observée depuis e. axe b et f. un axe. (Image :©Shijian Wang et al.)

Cette recherche démontre une nouvelle façon de rendre les matériaux de batterie à base de carbone beaucoup plus sûrs, plus durables et plus puissants en repensant fondamentalement la façon dont les molécules de fullerène sont connectées. Les batteries lithium-ion d’aujourd’hui reposent principalement sur le graphite, ce qui limite la vitesse de charge rapide et présente des risques pour la sécurité en raison du placage au lithium. Ces résultats de recherche signifient des progrès vers des véhicules électriques plus sûrs, des appareils électroniques grand public plus durables et un stockage d'énergie renouvelable plus fiable.

Le fullerène est une molécule unique qui se prête bien à de nombreuses applications potentielles. Cependant, sa faible stabilité constitue un problème qui entrave son utilisation dans les batteries. Une équipe de chercheurs de l'Université de Tohoku a créé un cadre fullerène ponté de manière covalente (Mg 4 C60 ) qui montre que le carbone peut stocker le lithium d'une manière complètement différente et beaucoup plus stable, évitant ainsi l'effondrement structurel et empêchant la perte de matière active qui a longtemps gêné les anodes en fullerène. Cette avancée fournit un modèle pour la conception de matériaux de batterie de nouvelle génération qui prennent en charge une charge rapide plus sûre, une densité énergétique plus élevée et une durée de vie plus longue.

"Nos prochaines étapes consistent à étendre cette stratégie de pontage covalent à une gamme plus large de structures fullerène et carbone, dans le but de créer une famille de matériaux d'anode stables et de haute capacité adaptés aux batteries à charge rapide", a déclaré le professeur distingué Hao Li de l'Institut avancé de recherche sur les matériaux (WPI-AIMR).

Les prochaines étapes supplémentaires impliqueront de travailler avec des partenaires industriels pour évaluer l’évolutivité de ces matériaux et les intégrer dans des formats de cellules pratiques. Comprendre comment atteindre l'aspect pratique dans le monde réel est une étape cruciale, qui, espérons-le, mènera à un avenir de technologies efficaces et énergétiques propres.

Pour plus d'informations, contactez Hao Li à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le visualiser..