Les batteries lithium-métal offrent une densité énergétique exceptionnelle, mais la formation de dendrites provoque des courts-circuits. Les électrolytes polymères étaient considérés comme une solution efficace grâce à leur stabilité et leur capacité à isoler les électrodes.

Cependant, une étude publiée dans Nature Communications par Fabian Apfelbecker et son équipe de l’Université technique de Munich (TUM) montre que les dendrites peuvent se former directement à l’intérieur même de l’électrolyte polymère, et non uniquement à l’interface électrode-électrolyte. Fabian Apfelbecker explique : « Nos mesures révèlent que les dendrites poussent aussi bien à l’intérieur du polymère qu’à l’interface – ce qui contredit l’hypothèse centrale du domaine. » Le professeur Peter Müller-Buschbaum ajoute : « On pensait qu’elles restaient confinées à l’interface, mais elles apparaissent aussi loin de celle-ci, ce qui est très surprenant. »

L’équipe a utilisé la diffusion de rayons X à grand angle nanofocalisée au synchrotron allemand DESY (Hambourg), avec un faisceau de seulement 350 nm de diamètre, pour visualiser pour la première fois l’évolution microstructurale à l’intérieur d’un électrolyte polymère pendant le fonctionnement réel de la batterie. Pour cela, ils ont conçu une microbatterie observable en conditions réelles. Cette percée offre une nouvelle compréhension du mécanisme de croissance dendritique.