Une équipe d’ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego a développé une stratégie de conception d’anode en alliage métallique, susceptible d’améliorer considérablement les performances et la durabilité des batteries à état solide de nouvelle génération, favorisant le développement de technologies de stockage d’énergie haute performance pour les véhicules électriques pratiques.

L’équipe s’est concentrée sur le matériau d’anode en alliage lithium-aluminium, explorant la migration des ions lithium dans différentes phases (phase riche en lithium « β » et phase pauvre en lithium « α »), ainsi que l’impact de ces phases sur les performances de la batterie. En ajustant le rapport lithium-aluminium, les chercheurs ont réussi à contrôler la distribution de la phase β dans l’alliage.

L’étude a révélé que l’augmentation de la proportion de phase β améliore significativement le mouvement des ions lithium dans l’alliage métallique. La phase β fournit des canaux pour la diffusion des ions lithium, avec une vitesse de diffusion 100 milliards de fois plus rapide que dans la phase α. De plus, la phase β forme une structure d’électrode plus dense et stable, renforçant les canaux de diffusion des ions lithium entre l’électrode et l’électrolyte solide. Les tests montrent que les batteries utilisant une électrode en alliage lithium-aluminium riche en phase β ont des taux de charge/décharge élevés et conservent leur capacité après 2 000 cycles.