Une nouvelle batterie électrique lithium-ion au manganèse de 820 Wh/kg qui se dégrade jamais

Le saviez-vous que la plupart des batteries au lithium-ion utilisées dans les voitures électriques actuelles utilisent le cobalt comme base de matériau pour leur cathode ? Cependant, ce métal est l’un des plus chers du marché. Même si, selon Markets Insider, son prix a récemment chuté à des niveaux historiquement bas, il serait 15 fois plus cher que l’aluminium et 1 000 fois plus cher que le manganèse. Des chercheurs issus de plusieurs universités ont pourtant démontré que ce dernier pourrait constituer une option durable et économiquement viable pour une utilisation dans l’industrie automobile. Ils ont élaboré une batterie lithium-ion alimentée en manganèse (Mn). Découverte !

LiMnO2 nanostructuré, une option prometteuse

Selon les chercheurs, bien que les batteries Li-ion offrent une haute densité énergétique et bénéficient d’une longue durée de vie, il existe toujours des moyens d’innover et d’améliorer des méthodes déjà fiables. Une des raisons qui les ont poussé à étudier le LiMnO2 en tant que matériau d’électrode. Déjà étudié dans le passé, le lithium-dioxyde de manganèse a des performances limitées en raison de sa structure cristalline. Ils ont indiqué que grâce à une étude systématique de différents polymorphes de LiMnO2, ils ont réussi à surmonter cette limite de performances. « Grâce à l’étude, on a découvert que le domaine stratifié monoclinique active efficacement la transition structurelle vers la phase de type spinelle. À partir de cette découverte, du LiMnO2 nanostructuré avec les structures de domaine stratifié monoclinique et une grande surface, a été directement synthétisé », souligne Naoaki Yabuuchi, l’un des auteurs et chercheurs de l’étude. Il en résulte un matériau performant avec d’excellentes capacités de charge rapide, une option de substitution prometteuse aux matériaux stratifiés à base de nickel et de cobalt.

Densité énergétique élevée et absence de décroissance de tension

Le LiMnO2 nanostructuré développé par les chercheurs a une densité énergétique élevée pouvant atteindre 820 Wh/kg. Ce qui est nettement supérieure à celle des matériaux en couches à base de nickel qui atteignent environ 750 Wh/kg, ou encore celle d’autres matériaux au lithium peu couteux (500 Wh/kg). Hormis cet avantage, ils ont indiqué qu’il n’y pas de décroissance de tension dans le LiMnO2 nanostructuré, un problème que l’on rencontre souvent dans les matériaux à base de manganèse. Cependant, selon eux, il y a eu un défi majeur à relever concernant la dissolution du manganèse, un phénomène qui se produit au fil du temps à cause de divers facteurs, tels que des changements de phase. Ils auraient utilisé une solution électrolytique hautement concentrée et un revêtement de phosphate de lithium pour l’atténuer.

Un progrès vers des batteries lithium-ion plus durables et économiquement viables

Pour ces chercheurs, leur découverte est un progrès vers des batteries lithium-ion plus durables et économiquement viables. En raison de leurs performances, les matériaux d’électrodes nanostructurés à base de LiMnO2 ont un avenir prometteur dans l’industrie des véhicules électriques de luxe. Ils constituent une excellente alternative aux matériaux à base de nickel pour produire des produits verts durables, tant dans leur production que dans leur utilisation à long terme. « Le LiMnO2 nanostructuré pourrait jouer un rôle clé dans la transition vers une économie plus verte et moins dépendante de ressources limitées et coûteuses, telles que le nickel et le cobalt », ont-ils déclaré. Grâce à ce matériau, il serait possible d’améliorer les performances énergétiques et la durabilité des batteries des véhicules électriques. Une étude très prometteuse, vous ne trouvez pas ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .