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« Il s'agit d'une approche entièrement nouvelle qui permet d'imaginer des batteries aux formes et aux fonctionnalités jusqu'alors inaccessibles. » C'est ainsi que Paul Braun, chercheur à l'université de l’Illinois (États-Unis), décrit la méthode de production de cathodes qu'il a mise au point avec des équipes de la société Xerion Advanced Battery (États-Unis) et de l'université de Nanjing (Chine).
Rappelons que, traditionnellement, les cathodes sont obtenues de la façon suivante. Des poudres de matériaux contenant du lithium (du dioxyde de cobalt et de lithium, LiCoO2, par exemple) sont synthétisées à des températures comprises entre 700 et 1.000 °C. Mélangées à des polymèrespolymères liantsliants et à des additifs conducteurs, ces poudres deviennent des boues. Celles-ci sont ensuite coulées en très fines couches sur des feuilles métalliques puis coupées et assemblées dans les batteries.
L’électrodéposition permet d’envisager la conception de batteries en 3D. Cette feuille d’aluminium, en effet, n’a pas été endommagée par le fait d’être roulée en tuyau. © Hailong Ning et Jerome Davis III, Xerion Advanced Battery Corp.
L’électrodéposition : des bijoux aux électrodes
La méthode mise au point par les chercheurs américains et chinois ressemble à s'y méprendre à celle qui permet de plaquer les bijoux d'or, par exemple. Ainsi, c'est par électrodéposition qu'ils déposent les poudres de LiCoO2 sur les plaques métalliques. Un procédé qui se joue à quelque 300 °C seulement. Et qui élimine toute nécessité d'additifs.
La densité d'énergieénergie des batteries ainsi conçues serait augmentée d'au moins 30 %. D'autre part, la méthode étant applicable aussi bien à des substratssubstrats plats qu'en 3D, elle ouvre des perspectives nouvelles aux ingénieurs qui travaillent à l'optimisation de la géométrie des électrodes des batteries du futur.
