Germain
WRAPPING ANODES IN 3D CARBON NANOSHEETS: UN NOUVEAU PROCÉDÉ POUR DES BATTERIES LITHIUM-ION PLUS PERFORMANTES
Des chercheurs de l’Université Maritime et Océanique de Corée, en collaboration avec des scientifiques de l’Université Nationale de Pusan, ont mis au point un nouveau matériau d’anode pour les batteries lithium-ion (LIBs) plus performant que les anodes actuelles utilisées. Les problèmes des anodes actuels incluent une faible conductivité électronique et ionique, des changements structurels pendant le cycle de charge/décharge ainsi qu’une faible capacité spécifique, limitant ainsi la performance de la batterie.
UNE DESCOUVERTE PROMETTEUSE
Le Dr. Jun Kang de l’Université Maritime et Océanique de Corée et son équipe ont donc conçu une nouvelle anode à base de séléniure de manganèse (MnSe), un composé de métal de transition connu pour sa haute conductivité électrique et sa capacité à être utilisé dans le développement de semi-conducteurs et de supercondensateurs. Toutefois, le MnSe subit un changement volumique important (d’environ 160 %) pendant les cycles de charge/décharge, réduisant ainsi les performances de l’électrode et soulevant des problèmes de sécurité.
La solution proposée est un processus simple et peu coûteux qui consiste à intégrer de manière uniforme les nanoparticules de MnSe dans une matrice de nanofeuilles de carbone poreus. Dans le nouveau matériau d’anode (appelé “MnSe-3DCNM”), l’échafaudage de nanofeuilles de carbone a permis aux nanoparticules de MnSe de bénéficier de nombreux avantages, tels qu’un grand nombre de sites actifs et une surface de contact améliorée avec l’électrolyte, tout en les protégeant de l’expansion volumique importante.
LES RÉSULTATS DE CETTE DÉCOUVERTE
Plusieurs types de matériau MnSe-3DCNM ont été fabriqués, parmi lesquels le MnSe-3DCNM-1.92 a montré les meilleures propriétés de performance et de capacité. Lorsqu’il est combiné avec l’oxyde de lithium manganèse (III,IV) (LiMn2O4), un matériau de cathode couramment utilisé, le MnSe-3DCNM-1.92 a continué à démontrer des propriétés électrochimiques supérieures, notamment une cinétique de transport des ions lithium et des électrons, une réversible capacité de stockage d’énergie et des performances améliorées au niveau cyclique. Le Dr. Jun Kang a déclaré que cette nouvelle découverte pourrait servir de guide pour les autres sélénures de métaux de transition ayant des surfaces stables et des nanostructures appropriées, avec des implications possibles pour les systèmes de stockage d’énergie, l’électrocatalyse et les semi-conducteurs.
CONCLUSION
Cette découverte marque une avancée prometteuse pour la technologie des batteries lithium-ion. Les nouvelles anodes en MnSe-3DCNM présentent une amélioration significative de la performance de la batterie, ainsi qu’une capacité de stockage d’énergie réversible, tout en assurant la sécurité et la stabilité de l’électrode. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à une utilisation plus répandue des batteries lithium-ion pour les dispositifs électroniques et les véhicules électriques, contribuant ainsi à la transition vers une société plus verte et plus durable.
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**Références:**
– Yu, L., Zhang, L., Kang, J., & Kim, K. H. (2021). Facile synthesis of Manganese selenide anchored in Three-Dimensional carbon nanosheet matrix with enhanced Lithium storage properties. *Chemical Engineering Journal*. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130243
**Affiliations:**
– School of Materials Science and Engineering, Pusan National University, République de Corée.
– Global Frontier R&D Center for Hybrid Interface Materials, Pusan National University, République de Corée.
– Division of Marine Engineering, Korea Maritime and Ocean University, République de Corée.
**A propos de l’auteur:**
Le Dr. Jun Kang est actuellement professeur associé à la Division de l’Ingénierie Marine de l’Université Maritime et Océanique de Corée. Il a publié plus de 25 articles évalués par des pairs sur les nanomatériaux dans des revues scientifiques à comité de lecture.
**A propos de l’Université Maritime et Océanique de Corée:**
Fondée en 1945 et située sur une île de Busan, l’Université Maritime et Océanique de Corée est l’université la plus prestigieuse du pays dans les domaines de l’étude maritime, des sciences du transport et de l’ingénierie. Elle possède quatre facultés offrant des cours de premier et de troisième cycle. Pour plus d’informations, visitez leur site web : http://www.kmou.ac.kr/english/main.do
