Une équipe de recherche dirigée par des scientifiques de l’Université de Californie à San Diego a développé un nouveau design d’électrode en alliage métallique, susceptible d’améliorer les performances globales des batteries à état solide de prochaine génération.
L’équipe s’est concentrée sur les caractéristiques de l’anode en alliage lithium-aluminium, contrôlant précisément la microstructure en ajustant le ratio lithium-aluminium. Les chercheurs ont découvert que l’augmentation de la proportion de phase β riche en lithium accélère significativement la migration des ions lithium dans l’alliage. Cette phase crée des canaux efficaces pour le transport ionique, avec un taux de diffusion plus de cent milliards de fois supérieur à celui de la phase α pauvre en lithium.
Chen Zheng et Yu-Zhu Quan, chercheurs à la Jacobs School of Engineering de l’UC San Diego, ont dirigé le projet avec des équipes de l’UC Irvine, l’UC Santa Barbara et LG Energy Solution. Les tests montrent que les batteries à état solide utilisant des électrodes en alliage lithium-aluminium riches en phase β maintiennent une capacité stable après 2 000 cycles de charge/décharge.
Cette étude établit pour la première fois un modèle reliant la distribution de la phase β dans l’alliage lithium-aluminium aux caractéristiques de diffusion des ions lithium. Les résultats ouvrent de nouvelles directions pour la conception future des électrodes en alliage, améliorant la densité énergétique, l’efficacité de charge et la durée de vie des matériaux d’électrode. Cette percée technologique a un impact positif sur le développement de dispositifs de stockage à haute capacité pour les véhicules électriques.
