{"id":233,"date":"2021-02-27T18:12:02","date_gmt":"2021-02-27T17:12:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.webdot.fr\/blog\/?p=233"},"modified":"2021-02-28T13:43:46","modified_gmt":"2021-02-28T12:43:46","slug":"les-isotopes-du-lithium-au-service-de-letude-des-materiaux-pour-batterie-li-ion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.webdot.fr\/blog\/2021\/02\/les-isotopes-du-lithium-au-service-de-letude-des-materiaux-pour-batterie-li-ion\/","title":{"rendered":"Les isotopes du lithium au service de l’\u00e9tude des mat\u00e9riaux pour batteries Li-ion"},"content":{"rendered":"\n

Le lithium, on en parle beaucoup, depuis des ann\u00e9es, avec toutes les probl\u00e9matiques des batteries Li-ion au service du d\u00e9placement motoris\u00e9 non thermique. Le lithium, qui fait la navette entre \u00e9lectrode positive et \u00e9lectrode n\u00e9gative au cours des cyclages de l’accumulateur, a une f\u00e2cheuse tendance \u00e0 se perdre dans des r\u00e9actions parasites qui peuvent, certes, prot\u00e9ger les \u00e9lectrodes (dans le cas du graphite par exemple), mais qui correspondent \u00e0 une perte irr\u00e9versible de lithium cyclable, donc de capacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique. Afin de mieux comprendre ces ph\u00e9nom\u00e8nes, et en particulier la formation de cette fameuse SEI<\/a> (interphase d’\u00e9lectrolyte solide pour les intimes), nous avons d\u00e9marr\u00e9 au Liten<\/a> une activit\u00e9 de recherche centr\u00e9e autour de l’utilisation des isotopes du lithium pour mieux comprendre son comportement (celui du lithium) en cours de cyclage. Il existe quelques publications depuis quelques ann\u00e9es utilisant cette approche, jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent il s’agissait uniquement d’\u00e9tudes centr\u00e9es autour de la RMN<\/a> (r\u00e9sonance magn\u00e9tique nucl\u00e9aire). <\/p>\n\n\n\n

Nous avons innov\u00e9 en proposant une \u00e9tude centr\u00e9e autour de la spectrom\u00e9trie ToF-SIMS<\/a>. Comme la RMN, c’est une technique d’analyse qui permet de caract\u00e9riser les isotopes mais jusqu’alors elle n’avait jamais \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e comme technique d’analyse isotopique pour des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode. En r\u00e9alit\u00e9 ce n’est pas tout \u00e0 fait vrai : en 2011, Lu et Harris <\/a>ont r\u00e9alis\u00e9 une \u00e9tude similaire en 2011, mais en observant une SEI se formant directement sur du Cu, ce qui reste assez \u00e9loign\u00e9 d’un mat\u00e9riau r\u00e9el. nous avons un peu avanc\u00e9 en observant la formation de la SEI toujours avec des isotopes du lithium, mais sur une v\u00e9ritable \u00e9lectrode de graphite : le syst\u00e8me est plus compliqu\u00e9, cependant plus proche de la r\u00e9alit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Nos travaux viennent d’\u00eatre accept\u00e9s dans The Journal of Physical Chemistry C<\/a> . Nous avons pu montrer que la SEI se comportait un peu comme une r\u00e9sine \u00e9changeuse d’ions, permettant aux ions lithium de la traverser. Une simulation bas\u00e9e sur un mod\u00e8le d\u00e9crivant le relargage des m\u00e9dicaments dans l’organisme (!) nous a \u00e9galement permis de confirmer indirectement l’\u00e9paisseur de la partie inorganique de la SEI (moins de 2 nm, c’est tr\u00e8s petit), cette partie de la SEI qu’on suspecte de ralentir la diffusion de ces ions lithium.<\/p>\n\n\n\n

A noter que la figure du r\u00e9sum\u00e9 de l’article a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u par Renaud Godefroy,<\/a> qui nous a \u00e9galement propos\u00e9 une magnifique illustration artistique de l’article en question : la partie \u00e0 gauche repr\u00e9sente les feuiilets de graphite, la partie transparente au milieu la SEI, et les billes rouges et bleues les deux isotopes du lithium (6<\/sup>Li et 7<\/sup>Li) qui naviguent dans le syst\u00e8me au cours de l’exp\u00e9rience.<\/p>\n\n\n\n

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Les isotopes du lithium (en rouge et en bleu) traversant la SEI (au centre)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

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