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La batterie Na-Ion prête à remplacer la Li-ion?

Technologies |
Par Andre Rousselot


Aux États-Unis, des chercheurs ont mis au point une batterie Na-Ion à faible coût qui rivalise avec les chimies lithium-ion en ce qui concerne la densité et la fiabilité de l’énergie.

La batterie  Na-Ion de 60 mAh développée par l’équipe de la Washington State University (WSU) et du Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) a une capacité spécifique de 196 mAh / g et conserve plus de 80% de sa charge après 1000 cycles.
Il y a beaucoup d’intérêt pour la chimie des batteries  Na-Ion car elle peut être fabriquée à moindre coût et potentiellement sans cobalt. Des entreprises telles que Faradion au Royaume-Uni travaillent sur des systèmes commerciaux de batteries au sodium et de nombreux laboratoires du monde entier travaillent sur de nouveaux matériaux et processus pour la conception de batteries  Na-Ion.

La recherche américaine a été dirigée par Yuehe Lin, professeur à l’École d’ingénierie mécanique et des matériaux du WSU, et Xiaolin Li, chercheur principal au PNNL.

« Ce travail ouvre la voie à des batteries au sodium-ion utilisables, et les connaissances fondamentales que nous avons acquises sur l’interaction cathode-électrolyte nous éclairent sur la façon dont nous pourrions développer de futurs matériaux de cathode sans cobalt ou à faible teneur en cobalt dans les batteries au sodium-ion ainsi d’autres types de chimie des batteries « , a déclaré Junhua Song, un diplômé PhD du WSU qui est maintenant au Lawrence Berkeley National Laboratory. « Si nous pouvons trouver des alternatives viables au lithium et au cobalt, la batterie au sodium-ion pourrait vraiment être compétitive avec les batteries au lithium-ion. Et cela changerait la donne. »

à suivre: le secret est dans la cathode

La batterie utilise une cathode multi-couches avec du sodium, du nickel, du manganèse et du cobalt (O3-NaNi0.68Mn0.22Co0.10O2) et un électrolyte liquide qui compte des ions sodium supplémentaires pour fournir une meilleure interaction avec la cathode. La conception particulière de la cathode et le système d’électrolyte permettent un mouvement continu des ions sodium, empêchant ainsi la formation d’ions inactifs sur la cathode.

« Nos recherches ont révélé la corrélation essentielle entre l’évolution de la structure de la cathode et l’interaction de la surface avec l’électrolyte », a déclaré Lin. « Ce sont les meilleurs résultats jamais rapportés pour une batterie au sodium-ion avec une cathode mulri-couches, montrant qu’il s’agit d’une technologie viable qui peut être comparable aux batteries au lithium-ion. »

L’équipe travaille maintenant avec d’autres matériaux pour améliorer la conception des batteries ainsi que l’élimination du cobalt dans la construction de la cathode.

www.washington.edu

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