Aller au contenu Aller au menu Aller à la recherche

accès rapides, services personnalisés
Rechercher
Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie
UMR 7590 - UPMC/CNRS/IRD/MNHN

Un nouveau matériau pour batteries Li-ion fonctionnant à 3,9 volts

Le respect de l’environnement et les questions de réduction de rejet de gaz carbonique placent les batteries comme une alternative très prometteuse quant au stockage de l’énergie. Les batteries « lithium-ion » sont omniprésentes dans tous les appareils d’électronique  grand public, et sont aussi perçues comme le meilleur choix pour le développement de véhicules électriques ou hybrides. La recherche de matériaux pour cathode toujours plus performants (non polluants, de faible coût, présentant un voltage élevé, une capacité et une cyclabilité satisfaisantes), représente donc un enjeu considérable, tant économique que sociétal.

 

 


Une équipe de chercheurs de l’Université de Picardie, en collaboration avec l’IMPMC, a découvert un matériau de cathode susceptible de remplacer LiFePO4, qui est actuellement le composé pressenti pour les batteries de véhicule électrique. Ce composé polyanionique, obtenu en remplaçant 5% des atomes de fer par des atomes de manganèse dans LiFeSO4F, présente un potentiel de 450 mV supérieur à celui présenté par LiFePO4. Ceci constitue le potentiel le plus haut jamais reporté pour un composé à base de fer. La structure de ce fluorosulfate, révélée par diffraction de rayons X effectuée sur source Synchrotron, indique que ce nouveau composé présente une structure « triplite ». Cette structure permet d’accommoder des mouvements d’ions lithium qui se désinsèrent  et se réinsèrent lors de la charge et de la décharge de la batterie.  D’autre part, le composé chargé (duquel on a enlevé des ions lithium), présente un volume seulement 0.6% plus petit que le composé pristine, permettant d’espérer de bonnes capacité de cyclage lorsque  le matériau de cathode sera optimisé. Ce travail, publié dans la revue Nature Materials en septembre 2011, ouvre la voie vers de nouveaux composés pour batteries lithium-ion. La même équipe a montré que substituer LiFeSO4F par du zinc (au lieu du manganèse) permet aussi d’obtenir le composé à structure triplite présentant un plateau à 3,9V.


Références :
A 3.90 V Fe-based fluorosulphate material for Li-ion batteries crystallizing in the triplite structure
P. Barpanda, M. Ati, B. C. Melot, G. Rousse, J. N. Chotard, M.-L. Doublet, M. T. Sougrati, S. A. Corr, J. C. Jumas and J. M. Tarascon
Nature Materials, 10(10), p772-779 (2011)

Structural and Electrochemical Diversity in the LiFe1-xZnxSO4F solid solution: a Fe-based positive electrode material
M. Ati, B. C. Melot, G. Rousse, J-N. Chotard, P Barpanda,  and J-M. Tarascon
Angewandte Chemie-International Edition 50(45): 10574-10577

Stéphanie Younes - 17/02/16

Traductions :
    La mangrove : un puits pour le CO2 atmosphérique!

    Cyril Marchand, vient de voir son projet de recherche IRD-IMPMC distingué par les Trophées du mécénat d’entreprise pour l’environnement, en février 2012. Cette distinction récompense un projet  toujours d’actualité, initié en 2008, en Nouvelle-Calédonie, sur la mangrove, en tant que puits pour le CO...

    » Lire la suite

    Contact

    Guillaume Fiquet (Guillaume.Fiquet @ impmc.upmc.fr)

    Directeur de l'institut

    33 +1 44 27 52 17

     

    Nalini Loret (Nalini.Loret @ impmc.upmc.fr)

    Attachée de direction

    33 +1 44 27 52 17

     

    Dany Thomas-Emery (danielle.thomas @ impmc.upmc.fr)

    Gestion du personnel

    33 +1 44 27 74 99

     

    Danielle Raddas (cecile.duflot @ impmc.upmc.fr)

    Gestion financière

    33 +1 44 27 56 82

     

    Cécile Duflot (cecile.duflot @ impmc.upmc.fr)

    Chargée de communication

    33 +1 44 27 46 86

     

    Expertise de météorites

     

    Expertise de matériaux et minéraux

     

    Stages d'observation pour les 3e et les Seconde : feriel.skouri@impmc.upmc.fr (feriel.skouri @ impmc.upmc.fr)

     

    Adresse postale

    Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie - UMR 7590

    Université Pierre et Marie Curie - 4, place Jussieu - BC 115 - 75252 Paris Cedex 5

     

    Adresse physique

    Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie - UMR 7590

    Université Pierre et Marie Curie - 4, place Jussieu - Tour 23 - Barre 22-23, 4e étage - 75252 Paris Cedex 5

     

    Adresse de livraison

    Accès : 7 quai Saint Bernard - 75005 Paris, Tour 22.

    Contact : Antonella Intili : Barre 22-23, 4e étage, pièce 420, 33 +1 44 27 25 61

     

     

    Fax : 33 +1 44 27 51 52

    L'IMPMC en chiffres

    L'IMPMC compte environ 195 personnes dont :

     

    • 40 chercheurs CNRS
    • 46 enseignants-chercheurs
    • 19 ITA CNRS
    • 15 ITA non CNRS
    • 50 doctorants
    • 13 post-doctorants
    • 12 bénévoles

     

     Chiffres : janvier 2016