Matériau développé pour prolonger la durée de vie des batteries

Pillerin Daha Uzun Ömrünü Sağlamak İçin Geliştirilen Malzeme
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Il n’y a aucun d’entre nous qui n’a pas été irrité par les batteries lithium-ion de leurs appareils qui ne durent pas assez longtemps. C’est tellement frustrant d’acheter de nouveaux appareils simplement parce que la durée de vie de la batterie est devenue trop courte. Les scientifiques l’ont reconnu et ont développé un nouveau matériau qui prolongera la durée de vie et prolongera la durée de vie des batteries.

Les problèmes avec les batteries lithium-ion

Les nouveaux téléphones et autres appareils ont toujours des batteries au début qui semblent durer éternellement. Mais avec le temps, ils durent de moins en moins d’heures. Cela vous oblige à transporter un chargeur partout avec vous. Certains appareils ont des piles remplaçables ; certains ne le font pas. Les remplacez-vous ou jetez-vous simplement l’appareil ? Ou vivez-vous simplement avec ?

Parce que de nombreuses personnes choisissent simplement de remplacer leurs appareils, cela entraîne un problème de pollution. À plus grande échelle, la durée de vie de la batterie est également un problème avec les véhicules électriques, et personne ne veut avoir de problèmes de batterie avec une voiture.

Les anodes graphiques, les bornes négatives des batteries, sont à l’origine de la dégradation rapide. Les anodes fonctionnent avec les cathodes (bornes positives) et les électrolytes (porte la charge entre les bornes) pour créer la situation pour les réactions électromagnétiques de charge et de décharge. Si le graphite n’avait pas de liant, il s’effondrerait. Le poly (PVDF) est le liant le plus utilisé dans les batteries d’aujourd’hui. Pourtant, ce n’est pas le matériau le plus idéal à utiliser à cette fin.

Les scientifiques développent un nouveau liant

Des scientifiques du Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) ont développé un nouveau matériau liant copolymère qui fera durer les piles
plus long. Ce nouveau matériau liant est fabriqué à partir d’un copolymère bis-imino-acénaphtènequinone-paraphénylène (BP).

Cette recherche a été publiée dans ACS Applied Energy Materials. Le professeur Noriyoshi Matsumi a dirigé la recherche, avec le professeur Tatsuo Kaneko, le maître de conférences Rajashekar Badam, le doctorant Agman Gupta et l’ancien boursier postdoctoral Aniruddha Nag.

Comment ce nouveau matériau prolonge-t-il la durée de vie des batteries ? Le liant copolymère a une meilleure stabilité mécanique et adhère mieux à l’anode. Les « interactions π-π » entre les groupements bis-imino-acénaphtènequinone et le graphite en sont en partie responsables. Les ligands du copolymère adhèrent également mieux aux collecteurs de courant en cuivre.

Nouveau matériau de batterie mort

Le copolymère est également plus conducteur que le poly et crée une interface d’électrolyte solide conductrice plus mince qui ne fait pas face à autant de résistance. La dégradation est également empêchée par le copolymère ne réagissant pas facilement avec les électrolytes.

Tout cela crée un environnement pour de meilleures performances. « Alors qu’une demi-cellule utilisant du PVDF comme liant n’affichait que 65 % de sa capacité d’origine après environ 500 cycles de charge-décharge, la demi-cellule utilisant le copolymère BP comme liant a montré une rétention de capacité de 95 % après plus de 1700 de ces cycles. », a expliqué le professeur Matsumi.

Il existe également une mesure qui compare la quantité de charge qui traverse une cellule au cours d’un cycle. Le nouveau matériau s’est à nouveau avéré plus efficace. Les images prises lors des tests ont fait apparaître de minuscules fissures sur les copolymères, alors que le poly montrait de grandes fissures. C’était après moins d’un tiers du nombre total de cycles.

L’avenir des batteries lithium-ion

L’espoir, bien sûr, après cette étude est qu’elle conduira à la création de batteries lithium-ion plus durables. Cela résoudrait certainement certains problèmes environnementaux et permettrait aux consommateurs d’économiser beaucoup d’argent, sans parler des maux de tête.

Nouveau chargement de matériel de batterie

« La réalisation de batteries durables contribuera au développement de produits plus fiables pour une utilisation à long terme. Cela encouragera les consommateurs à acheter des actifs à base de batteries plus chers, comme des véhicules électriques, qui seront utilisés pendant de nombreuses années », a déclaré le professeur Tatsumi.

Le professeur a également souligné que de telles batteries améliorées conduiraient également à de grandes choses dans la communauté médicale, en particulier des batteries pour organes artificiels et dispositifs implantés, tels que défibrillateurs et stimulateurs cardiaques.

Pour le reste d’entre nous, cela signifierait qu’après quelques années, nos smartphones conserveraient toujours la charge, et nous ne serions pas si pressés de les remplacer. En attendant, lisez ce guide sur la façon de prolonger la durée de vie des batteries.

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