Les nouvelles Batteries lithium-soufre offrent des capacités de stockage élevées et des coûts de matériaux faibles

L’institut Fraunhofer de technologie des matériaux et des faisceaux IWS de dresde est actuellement en cours de réalisation d’un projet de recherche intitulé "Innovations en matière de MaSSiF pour les Batteries à l’état solide sulfure-silicium". Le projet est dédié au développement d’une nouvelle génération de batteries lithium-soufre qui sont légères, peu coûteuses et ont des capacités de stockage élevées. Ces éléments prototypes devraient avoir un impact significatif sur l’industrie des batteries en raison de leurs capacités de stockage élevées et de leurs faibles coûts de matériaux.

Les Batteries à sulfure solide: un successeur prometteur des Batteries Lithium-Ion

Les batteries à semi-conducteurs à base de sulfure sont considérées comme une technologie qui pourrait succéder aux batteries lithium-ion actuelles. Ces batteries promettent une autonomie et une sécurité accrues pour les véhicules électriques, grâce à leur haute densité énergétique et leur stabilité. Un avantage majeur de l’utilisation du soufre comme matériau actif cathodique dans ces batteries est qu’il est exempt d’éléments critiques tels que le cobalt et le nickel qui sont couramment utilisés dans la technologie lithium-ion. Le soufre atteint également des densités d’énergie très élevées dans les batteries à semi-conducteurs.

Défis associés au matériau anodique dans les Batteries lithium-soufre

L’anode des batteries lithium-soufre pose des défis majeurs dans le traitement et le fonctionnement de la batterie. Les recherches actuelles visent à utiliser le lithium métallique comme électrodes négatives dans les batteries à semi-conducteurs, mais la forte réactivité du lithium limite la stabilité et la sécurité de ces systèmes cellulaires. C’est pourquoi les partenaires du projet MaSSiF se concentrent sur un matériau anodique qui s’est également avéré être une alternative prometteuse dans la recherche scientifique actuelle pour l’utilisation dans les batteries à semi-conducteurs: le silicium.

Combinant le soufre, l’électrolyte solide et le silicium pour un Concept de cellule innovant

La combinaison de soufre (ou sulfure de lithium), d’un électrolyte solide et de silicium devrait donner lieu à un concept de cellule innovant qui combine des coûts de matériaux faibles et une densité d’énergie élevée. L’application de silicium comme matériau de l’anode dans ces batteries devrait également améliorer considérablement la durée de vie des cellules de la batterie.

Financement du projet MaSSiF

Le ministère fédéral allemand de l’éducation et de la recherche (BMBF) financera six partenaires scientifiques et industriels pour un total de près de 2,9 millions d’euros pour soutenir le projet MaSSiF. Le projet a été lancé en février 2023 et vise à concevoir, construire et évaluer des cellules prototypes à base de soufre légères et peu coûteuses avec des capacités de stockage élevées.

Conclusion Conclusion

Le projet MaSSiF devrait faire des progrès significatifs vers le développement d’une nouvelle génération de batteries lithium-soufre avec des capacités de stockage élevées et des coûts de matériaux faibles. Ces batteries offrent une alternative prometteuse aux batteries lithium-ion d’aujourd’hui et ont le potentiel de révolutionner l’industrie des batteries. La combinaison de soufre, d’électrolyte solide et de silicium devrait déboucher sur un concept de cellule innovant qui combine des coûts de matériaux faibles et une densité d’énergie élevée, faisant de ces batteries une option viable pour les véhicules électriques et d’autres applications.

Source :https://batteryindustry.tech/sulfur-and-silicon-as-building-blocks-for-solid-state-batteries/