L’Institut de Recherche en Électrotechnologie de Corée (KERI), reconnu pour ses travaux pionniers dans le domaine des batteries tout solide à base de sulfure et exemptes de risques d’incendie ou d’explosion, a récemment mis au point une technologie novatrice. Cette avancée pourrait marquer un tournant majeur dans la production de masse d’électrolytes solides à bas coût.
Nouvelle méthode de synthèse
Dirigée par le Dr. Jun-ho Park, une équipe de chercheurs du Centre de Recherche sur les Batteries de Nouvelle Génération du KERI a élaboré une méthode de synthèse en « one-pot » pour produire des électrolytes solides de haute pureté sans avoir à utiliser des sulfures de lithium coûteux ni des additifs.
Il existe deux méthodes pour produire des électrolytes solides : la synthèse à sec via le broyage à haute énergie et la synthèse humide grâce à des réactions chimiques en solution. L’équipe a misé sur la synthèse humide, avantageuse en termes de passage à l’échelle et de production de masse. Elle a réussi à produire des électrolytes solides de haute pureté en optimisant la réaction de synthèse dans le solvant.
Une alternative économique aux sulfures de lithium
L’avantage majeur de cette méthode réside dans l’absence de nécessité d’utiliser des sulfures de lithium (Li2S), qui sont coûteux et représentent jusqu’à 95% du coût des matériaux de départ pour la production d’électrolytes solides. De plus, les sulfures de lithium subsistent souvent sous forme d’impuretés non réagies lors de la synthèse humide, ce qui affecte négativement la performance des cellules.
Bien que des méthodes de synthèse sans sulfure de lithium aient été proposées, elles nécessitent l’ajout d’additifs coûteux et génèrent souvent des impuretés résiduelles, entrainant une performance insatisfaisante.
En revanche, la méthode de synthèse en « one-pot » mise au point par le KERI permet la production d’électrolytes solides de haute qualité sans sulfures de lithium, sans additifs ni processus supplémentaires.
Par rapport au procédé existant basé sur le sulfure de lithium, le coût du matériau est réduit à 1/25ème et la production accélérée contribue significativement à la production de masse d’électrolytes solides.
Une avancée décisive pour une prochaine commercialisation
« Grâce à l’expérience de plusieurs années du KERI dans la production d’électrolytes solides, nous avons trouvé un moyen rapide et facile de produire des électrolytes solides de haute pureté grâce à des combinaisons optimisées de réactions chimiques à partir de matériaux de départ dans des solvants organiques, » a déclaré le Dr. Park. « Nous sommes enthousiastes à l’idée que cette technologie puisse répondre aux plus grands défis de la commercialisation des batteries tout solide, à savoir la compétitivité sur le plan des prix et les problèmes de production de masse. »
Le KERI a déposé une demande de brevet pour cette technologie originale et a publié des articles dans des revues nationales et internationales.
L’institut prévoit que cette réalisation suscitera un vif intérêt de la part des entreprises qui développent des batteries tout solide et prévoit de chercher des opportunités de transfert de technologie.
Pour aller plus loin
La nouvelle technologie de l’Institut de Recherche en Électrotechnologie de Corée est un pas de plus vers la démocratisation des batteries tout solide. Toutefois, même si cette méthode de synthèse promet une réduction significative des coûts, la question de sa mise en application à grande échelle et de sa compatibilité avec les infrastructures existantes demeure.
FAQ
Qu’est-ce que la technologie développée par le KERI ?
Pourquoi les sulfures de lithium sont-ils un problème ?
Quel est l’avantage de la méthode de synthèse « one-pot » du KERI ?
Qu’est-ce que cela signifie pour l’industrie des batteries tout solide ?
Quels sont les projets du KERI suite à cette découverte ?
Légende illustration principale : Solution de matière première pour l’électrolyte solide de sulfure préparée par une méthode de synthèse « one-pot » (à gauche) et poudre d’électrolyte solide produite après traitement thermique (à droite).
Credit: Korea Electrotechnology Research Institute
