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MATÉRIAUX POUR LE STOCKAGE D’ÉNERGIE

Matériaux nanostructurés comme matériaux d'électrode

										Matériau d’anode pour pile Li-ion à base de carbone-silicium																												Matériau d’anode pour pile Li-ion à base de carbone-silicium


Dans la problématique de la gestion efficace de l’énergie via la réduction de la consommation de combustibles fossiles et des émissions de CO2, les systèmes de stockage d’énergie ont une part prépondérante à jouer. Ils concernent de nombreuses applications (aussi bien mobiles que stationnaires) et ce, quel que soit le niveau de puissance concerné. En fonction des domaines applicatifs investis, différents dispositifs sont étudiés en vue de répondre aux exigences spécifiques requises (essentiellement en termes de densités de puissance et d’énergie, réversibilité, durée de vie, autodécharge, …). Des matériaux d'électrode innovants spécifiques sont nécessaires pour chaque application.

Dans ce cadre, le  Centre PERSEE a engagé des recherches sur des matériaux à base de carbones nanostructurés pour l’essentiel.  Les premières études se sont focalisées sur les supercondensateurs puis se sont orientées vers les batteries primaires puis secondaires.

  • supercondensateurs : les recherches ont porté, dans un premier temps, sur l’adaptation de la texture d’aérogels de carbone aux impératifs de l’application en jouant sur les paramètres de synthèse (réactifs, séchage, pyrolyse, post traitement). Dans un second temps, l’influence de la composition des aérogels, (C, N, O, H) via l’emploi de précurseurs de différentes natures ou par traitement de surface, a été mise en évidence sur les caractéristiques électrochimiques du matériau carboné mis en œuvre en composant.
  • batteries primaires Li/SOCl2 : les travaux se sont concentrés sur les matériaux cathodiques avec comme objectif l’accroissement de la capacité de stockage. Les études ont porté sur la nature du précurseur de carbone et l’optimisation de sa texture afin d’ajuster la porosité au dépôt de LiCl (isolant émanant de la décharge), dépôt  limitant significativement la réaction. Des recherches complémentaires ont été conduites sur le développement d’électrodes monolithiques (sans liant) en vue d’accroitre la tenue mécanique de l’électrode ainsi que son énergie volumique.
  • batteries Li-ion : les recherches en cours concernent l’élaboration de matériaux d’électrode négative nanostructurés, organiques, inorganiques et composites. Les objectifs consistent principalement à accroitre la tenue au cyclage et à augmenter les performances électrochimiques. Les leviers utilisés sont le contrôle de la nanotexturation, le choix des composants  et leurs états de surface.
Contact :

Sandrine BERTHON-FABRY

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