L'Oxygène singulet, cause importante de dégradation dans les batteries lithium-air - Publication Nature Energy

Dans la course actuelle vers des moyens de stockage de l’énergie de haute performance, bon marché et éco-compatibles, la fabrication de nouveaux matériaux d’électrodes reste un défi important. Dans ce cadre, les batteries lithium-air sont vues comme une alternative prometteuse aux batteries lithium-ion car elles possèdent une capacité théorique de stockage 2 à 3 fois plus élevée. La progression de l’autonomie des batteries est directement liée à la structuration des électrodes et aux réactions spécifiques mises en jeux. C’est ainsi que la batterie lithium-air se retrouve en première place du classement sur l’énergie spécifique. Cette différence tient au fait qu’à la cathode de la batterie lithium-air, le lithium se retrouve stocké sous forme de peroxyde de lithium, à savoir Li2O2. Ce qui signifie que pour un atome d’oxygène, il y a un atome de lithium stocké : la densité de lithium est donc importante. Lors de la décharge de la batterie, l’oxygène est réduit en superoxyde (O2.-) qui devient par suite de réactions chimiques, du peroxyde de lithium (solide blanc cristallin qui se dépose sur la surface de l’électrode). Alors qu’au cours de la charge, c’est la décomposition du peroxyde de lithium par oxydation qui prend place. Les performances de la batterie lithium-air dépendent de manière critique de la formation/décomposition réversible du peroxyde de lithium. Loin d’une idylle de performances, la batterie lithium-air possède un ensemble de réactions parasites irréversibles entraînant une durée de vie médiocre. Le superoxyde a longtemps été accusé des mauvaises performances.

D’une façon radicalement nouvelle, l’équipe de Stefan Freunberger de l’Université Technique de Graz, en collaboration avec notre collègue Olivier Fontaine de l'équipe AIME du Département CSMD de l'ICGM et membre du RS2E, a montré que la formation d’un oxygène singulet est une cause importante de dégradation dans les batteries lithium-air. Développé à l’Université Technique de Graz, c’est un ensemble de techniques in-situ de pointe qui a permis cette avancé importante, publiée dans le journal Nature Energy.
En savoir plus

Institut Charles Gerhardt Montpellier - Direction

UMR 5253 - CNRS/UM/ENSCM
  • Université de Montpellier
  • Place Eugène Bataillon
  • CC 1700 - Bâtiment 17 -1er étage
  • Tel: +33 (0)4 67 14 93 50
  • Email: direction@icgm.fr
Top