Information de dernière minute : Batterie à semi-conducteurs évolutive permettant une charge complète en 5 minutes, dévoilée au CES 2026

2026-01-07 | Jerry Huang

Du Consumer Electronics Show (CES) 2026 à Las Vegas, la start-up finlandaise Donut Lab a présenté son produit révolutionnaire « black tech » lors du salon annuel CES ; cette société affirme que sa batterie est la première batterie entièrement à semi-conducteurs (ASSB) produite en masse au monde. Lors du CES 2026, Donut Lab a annoncé le lancement de ce qu'elle qualifie de première batterie entièrement à semi-conducteurs au monde. Prête pour la production en série, cette batterie équipera en premier les motos TS Pro et Ultra de Verge Motorcycles. Si elle est effectivement livrée aux clients, elle constituera une étape majeure dans l'électrification mondiale, marquant le passage de la technologie des batteries à semi-conducteurs du laboratoire à la production de masse. Dans un communiqué de presse publié sur son site web officiel, Donut Lab a déclaré s'engager à innover et à proposer de nouvelles solutions d'électrification en repoussant sans cesse les limites de performance des véhicules électriques et en commercialisant des technologies inédites. Donut Lab façonne l'avenir de la mobilité. « Donut Lab est fier de lancer la première batterie au monde entièrement à semi-conducteurs, utilisable pour la fabrication de véhicules d'origine. Cette batterie sera immédiatement mise en service et alimentera la gamme actuelle de motos Verge. »

Selon les informations disponibles, la batterie entièrement à semi-conducteurs de Donut Lab offre une densité énergétique de 400 Wh/kg, permettant une plus grande autonomie, une structure plus légère et une flexibilité sans précédent dans la conception des véhicules et des produits.

La batterie peut être entièrement chargée en seulement 5 minutes sans qu'il soit nécessaire de limiter la charge à 80 %, et elle prend en charge une décharge complète sûre, répétitive et fiable.

Contrairement aux batteries lithium-ion traditionnelles, cette batterie entièrement à l'état solide offre une perte de capacité minimale tout au long de sa durée de vie. Testée jusqu'à 100 000 cycles de charge, elle affiche une durée de vie réelle bien supérieure aux technologies actuelles. La sécurité est un autre atout majeur : absence d'électrolyte liquide inflammable, d'emballement thermique et de dendrites métalliques ! Ceci élimine tout risque d'incendie, la rendant extrêmement sûre et véritablement révolutionnaire. Donut Lab a déclaré que les performances de la batterie ont été rigoureusement testées à des températures allant de -30 à plus de 100 degrés C (conservant 99 % de sa capacité « sans aucun signe d’inflammation ou de dégradation »).

Concernant les matières premières et les coûts, Donut Lab affirme que ses batteries à l'état solide sont entièrement composées de matériaux « abondants, abordables et géopolitiquement sûrs », exempts d'éléments rares, et coûtent moins cher que les alternatives lithium-ion. Cependant, Donut Lab ne précise pas les matériaux nécessaires à la fabrication de sa cellule de batterie tout solide.

Antuan Goodwin, journaliste spécialisé dans l'industrie automobile, a pu examiner de près le prototype de batterie entièrement à semi-conducteurs de Donut Lab lors du CES de cette année. D'après sa présentation, cette batterie a une taille comparable à celle d'un smartphone grand écran (comme l'iPhone 17 Pro Max) et est extrêmement légère. Cette batterie ultra-légère sera également parfaitement adaptée aux drones.

Selon son plan, Donut Lab prévoit de concevoir une solution permettant d'assembler ces batteries en unités de puissance de 5 kWh, chacune ayant une taille similaire à celle d'une console de jeux PS5. Leur compacité permettra d'intégrer quatre de ces unités au cadre de la moto Verge TS Pro. Cette conception novatrice repose sur un moteur électrique circulaire intégré à la roue, une innovation présentée par Donut Lab l'année dernière. Donut Lab et Verge Motorcycles ont annoncé lundi que les motos Verge seront les premières au monde produites en série à être équipées de cette nouvelle batterie. La moto se recharge en seulement 10 minutes, offrant une autonomie allant jusqu'à 60 kilomètres par minute de charge. La version Verge Ultra peut parcourir jusqu'à 600 kilomètres avec une seule charge. Avec une durée de vie de 100 000 cycles, cette batterie offre une autonomie théorique totale de 60 millions de kilomètres. Même en parcourant 60 000 kilomètres par an, cette batterie pourrait théoriquement durer 1 000 ans. Certains trouvent cela incroyable.

« Donut Lab a conçu une nouvelle batterie Donut à semi-conducteurs haute performance, adaptable à une production à grande échelle et déjà utilisée sur les motos Verge Motorcycles dès le premier trimestre 2026. » Le prix de départ de la Verge TS Pro est de 29 900 $. Outre son utilisation dans les motos électriques, la batterie à semi-conducteurs présente un potentiel évident pour les véhicules électriques. Goodwin a déclaré que les avantages de cette technologie sont encore plus significatifs pour les véhicules de grande taille : la réduction du poids et l’amélioration de la vitesse de charge auront un impact considérable à l’usage. Donut Lab a annoncé lundi sa collaboration avec le constructeur de véhicules électriques WattEV pour créer une plateforme modulaire ultra-légère pour véhicules électriques, combinant la technologie du moteur et de la batterie Donut.

« On a toujours dit que les batteries à l'état solide n'étaient plus qu'à quelques années de leur arrivée », a déclaré Marko Lehtimäki, PDG de Donut Lab. « Notre réponse est différente. Elles sont prêtes dès aujourd'hui. Pas plus tard. »

Pour mieux comprendre, examinons les batteries actuellement commercialisées et les projets de production en série de batteries tout-solide. L'industrie des batteries a toujours été confrontée au « trilemme de Mundel » ou « trinité impossible », qui désigne la difficulté d'équilibrer simultanément les trois indicateurs clés : performance, coût et sécurité. Optimiser l'un d'eux implique souvent de sacrifier les autres, voire deux.

En comparaison, la densité énergétique des meilleures batteries lithium-ion commerciales se situe entre 250 et 300 Wh/kg environ, avec une durée de vie typique d'environ 5 000 cycles. Pour prolonger leur durée de vie, il est généralement déconseillé de les charger à plus de 80 %. Si toutes les caractéristiques de la batterie Donut sont avérées, elle surpasse les technologies existantes dans tous les domaines.

Sunwoda a annoncé en octobre 2025 une batterie polymère à l'état solide de nouvelle génération, d'une densité énergétique de 400 Wh/kg et d'une durée de vie de seulement 1 200 cycles. La super batterie Shenxing de deuxième génération, lancée par CATL en avril 2025, est également commercialisée ; elle offre une autonomie de 520 kilomètres avec une charge de 5 minutes. La durée de vie de sa batterie LFP de cinquième génération est d'environ 3 000 cycles.

Toyota avait initialement prévu de lancer la production en série de sa batterie tout solide en 2020, mais ce lancement a ensuite été reporté à 2023, puis à 2026, et maintenant à 2027-2028. Samsung SDI s'est également fixé pour objectif une production à grande échelle de batteries tout solide en 2027.

CATL prévoit de lancer sa production de batteries tout-solide à petite échelle en 2027 et à grande échelle vers 2030. Hyundai et Kia affirment qu'elle ne sera pas lancée avant 2030. Bloomberg NEF prévoit que même en 2035, les batteries tout-solide ne représenteront qu'environ 10 % du marché mondial des véhicules électriques et des installations de stockage d'énergie.

Les investisseurs et les cabinets de conseil restent optimistes quant à la demande de lithium en 2026.

2025-12-17 | Jerry Huang

Le marché mondial des véhicules électriques a atteint un taux de croissance relativement « rationnel » ces dernières années, parallèlement à une baisse mondiale des subventions aux véhicules électriques, ce qui a entraîné une demande de sels de lithium plus faible que prévu durant la même période.

Le cabinet de conseil Adamas Intelligence a récemment prédit qu'avec la stabilisation du marché des véhicules électriques, la croissance de la demande en stockage d'énergie deviendra le principal facteur de fluctuation de la production de batteries, influençant ainsi la demande de lithium en 2026. Citigroup, UBS et Bernstein anticipent que cette expansion du stockage d'énergie entraînera une pénurie de lithium sur le marché mondial l'année prochaine. La demande de lithium dans le secteur du stockage d'énergie devrait croître de 55 % l'an prochain, dépassant largement la croissance de 19 % enregistrée pour les véhicules électriques.

Une autre technologie écologique et peu coûteuse pour le recyclage des cathodes des batteries lithium-ion est dévoilée.

2025-11-25 | Jerry Huang

Note de la rédaction : Le développement rapide de l’électronique grand public, des véhicules électriques et du stockage de l’énergie sur le réseau a engendré une demande considérable en batteries lithium-ion (LIB). Or, avec une durée de vie de seulement 6 à 8 ans, plus de 11 millions de tonnes de batteries devraient être hors d’usage d’ici 2030, provoquant une pression sans précédent sur les ressources, des risques environnementaux et des difficultés économiques majeures. Actuellement, les efforts de recyclage se concentrent sur les matériaux de cathode recyclés (notamment les oxydes métalliques stratifiés, LMO), contenant des éléments de grande valeur comme le lithium, le cobalt, le nickel et le manganèse.

Voici une autre approche présentée par l'équipe de Quanquan Pang (PKU) en collaboration avec l'équipe de Jiashen Meng (WUT) sur le recyclage des cathodes usagées de batteries lithium-ion, notamment les LMO. Un grand merci à tous les chercheurs.

Il convient de noter que cette approche LTMS-ECR traite directement les cathodes usagées encore fixées aux collecteurs de courant en aluminium, sans l'étape de broyage des électrodes en « poudre noire », ce qui simplifie considérablement les étapes de prétraitement.

La technologie LTMS-ECR est présentée comme ayant le potentiel d'atteindre une rentabilité élevée de 1,86 $/kg dans le recyclage des batteries usagées grâce à son utilisation d'électrolytes de sels fondus réutilisables et peu coûteux et de Li2O, ainsi que de sous-produits à haute valeur ajoutée Co3O4 et LiCl, ce qui représente une amélioration de près de dix fois par rapport aux technologies pyrométallurgiques et hydrométallurgiques.

Les analyses d'impact technique, économique et environnemental démontrent que le procédé LTMS-ECR présente une remarquable faisabilité économique et une forte durabilité carbone. Son rendement de récupération élevé, sa faible consommation d'énergie et son caractère écologique en font une voie chimique révolutionnaire pour le recyclage des matériaux de cathode.

Abstrait

Le recyclage électrochimique (REC) offre une stratégie prometteuse exploitant les énergies renouvelables pour déconstruire les oxydes métalliques lamellaires (OML) usés. Cependant, les approches REC actuelles sont limitées à un fonctionnement à haute température (jusqu'à 750 °C) utilisant des bains fondus de carbonate ou de chlorure alcalin comme électrolytes, ce qui entraîne une forte consommation d'énergie pour le chauffage. Cette étude propose un électrolyte fondu de chloroaluminate alcalin à bas point de fusion, composé d'AlCl₃–LiCl, permettant l'électrolyse REC à une température aussi basse que 150 °C. Grâce à la forte solubilité des porteurs de charge O₂⁻ dans le bain fondu de chloroaluminate alcalin, la cathode d'OML subit une déstructuration électrochimique réductrice pour produire des métaux de transition élémentaires et du chlorure de lithium (LiCl). Il est important de noter que deux produits sont insolubles dans le bain fondu additionné de Li₂O et peuvent être séparés par un simple traitement de lixiviation à l'eau. Notamment, l'incorporation d'une anode inerte en TiN permet d'éliminer les émissions de CO₂ pendant l'électrolyse en générant à la place de l'O₂, contribuant ainsi à la neutralité carbone. L'approche ECR à électrolyte de sel fondu à basse température (LTMS-ECR) permet d'atteindre un taux de récupération du cobalt de 97,3 % pour le LiCoO₂. Les analyses technico-économiques prévoient que cette technologie réduit la consommation d'énergie et les émissions de CO₂ d'environ 20 % et est près de dix fois plus rentable que les méthodes conventionnelles. Cette approche représente une alternative révolutionnaire pour un recyclage écoénergétique, durable et économiquement viable des batteries lithium-ion usagées.

Références

https://doi.org/10.1002/adma.202512984

Que se passe-t-il sur le marché du lithium, et plus particulièrement sur celui du LiPF6 ?

2025-10-31 | Jerry Huang

Au cours des quatre derniers mois, de nombreux sels de lithium, y compris des sels de base comme le carbonate de lithium et l'hydroxyde de lithium, ont connu une augmentation notable de leurs prix sur le marché, tout comme le LiPF6 et le LiFSI, en fonction de l'offre et de la demande.

La demande de sels de lithium pour le stockage d'énergie sur le marché intérieur a connu une forte croissance au cours du second semestre. Conjuguée à la demande croissante de batteries au lithium pour véhicules électriques, notamment en septembre et octobre, période traditionnellement faste, cette croissance a également stimulé la demande de lithium des fabricants de batteries, qui fonctionnent quasiment à plein régime. De manière surprenante, la demande à l'étranger a elle aussi continué d'augmenter. Cette forte demande soutient la hausse des prix des sels de lithium. Le LiPF6 étant toujours le sel d'électrolyte principal en Chine, son prix a continué de grimper rapidement, dépassant celui du LiFSI en octobre 2025. Nous avons déjà observé des situations similaires à maintes reprises.

Par ailleurs, la concurrence accrue sur les prix ces dernières années a entraîné un arrêt de la production chez de nombreux fabricants de sels de lithium de taille moyenne et petite ; certains grands producteurs ont également réduit partiellement leur capacité de production, dont la remise en service prendra deux à trois mois. De nombreux projets d'usines et de nouvelles capacités de production n'ont pas abouti comme prévu. L'approvisionnement en sels de lithium est devenu temporairement tendu sur le marché après une période de surcapacité de deux ans.

Comme les prix des sels de lithium de base comme le carbonate de lithium et l'hydroxyde de lithium n'ont cessé d'augmenter au cours des quatre derniers mois, les coûts du LiPF6 et du LiFSI ont également augmenté dans le même temps.

Jusqu'à présent, le LiPF6 était le principal sel de lithium utilisé pour la production d'électrolytes sur le marché intérieur chinois, ce qui explique sa demande plus forte que celle des autres sels. Le déséquilibre entre l'offre et la demande va-t-il continuer à s'aggraver ou se rééquilibrer prochainement ? L'avenir nous le dira.

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Un matériau halogénure peu coûteux à haute densité énergétique et à longue durée de vie a été révélé

2025-09-09 | Jerry Huang

Note de l'éditeur : Dans le domaine du stockage d'énergie, les batteries tout-solide sont considérées comme la meilleure solution pour la technologie de stockage d'énergie de nouvelle génération. Pourtant, leur développement a longtemps été freiné par des goulots d'étranglement critiques liés aux matériaux d'électrode. Les batteries tout-solide traditionnelles (ASSB) comportent généralement des électrodes composées de matériaux actifs, d'électrolytes solides et d'additifs conducteurs. Cependant, ces composants inactifs (occupant 40 à 50 % du volume des électrodes) réduisent non seulement la densité énergétique, mais induisent également des réactions secondaires interfaciales et augmentent la tortuosité du transport des ions lithium. Bien que les conceptions « tout-en-un » (matériaux présentant une conductivité et une activité électrochimique élevées) puissent résoudre ces problèmes, les matériaux existants comme les oxydes (faible capacité) et les sulfures (coût élevé) peinent à répondre aux exigences des marchés futurs. Les halogénures offrent des avantages en termes de faible coût et de conductivité ionique élevée, mais souffrent d'une conductivité électronique et d'une densité énergétique insuffisantes. Par conséquent, le développement de matériaux tout-en-un alliant performances électrochimiques élevées, évolutivité économique et stabilité mécanique est devenu un défi crucial.

Voici un excellent exemple. Une équipe de l'Université Western Ontario, au Canada, apporte une réponse révolutionnaire dans son étude Nature : elle a conçu le premier matériau halogénure au monde, Li₁.₃Fe₁.₂Cl₄, doté d'une capacité d'auto-réparation dynamique et d'une intégration trois-en-un (cathode/électrolyte/conducteur). Grâce à des réactions redox réversibles Fe²⁺/Fe³⁺ et à un mécanisme unique de transition fragile-ductile, ce matériau conserve 90 % de sa capacité après 3 000 cycles, atteignant une densité énergétique d'électrode de 529,3 Wh·kg⁻¹ (extensible à 725,6 Wh·kg⁻¹ avec des conceptions composites). Plus remarquable encore, son coût ne représente que 26 % de celui des électrodes conventionnelles. Le rayonnement synchrotron, associé à des simulations atomiques, a révélé pour la première fois un mécanisme d'auto-réparation induit par la migration du fer ! Ces travaux permettent non seulement de mettre au point un matériau de base pour les batteries tout solide, mais aussi de fournir un modèle de conception tout-en-un intégrant matériaux, mécanique et électrochimie. Grâce aux efforts considérables de tous les chercheurs.

Abstrait

Les batteries tout solide nécessitent des conceptions de cathode avancées pour exploiter pleinement leur potentiel de densité énergétique élevée et de viabilité économique. Les cathodes intégrées tout-en-un, qui éliminent les additifs conducteurs inactifs et les interfaces hétérogènes, promettent des gains d'énergie et de stabilité substantiels, mais sont freinées par des matériaux manquant de conductivité Li+/e−, de robustesse mécanique et de stabilité structurelle suffisantes. Nous présentons ici Li1.3Fe1.2Cl4, un matériau halogénure économique qui surmonte ces défis. Exploitant la redox réversible Fe2+/Fe3+ et le transport rapide Li+/e− dans sa structure, Li1.3Fe1.2Cl4 atteint une densité d'énergie d'électrode de 529,3 Wh·kg−1 par rapport à Li+/Li. Fait important, Li1.3Fe1.2Cl4 présente des propriétés dynamiques uniques pendant le cyclage, notamment une migration locale réversible du Fe et une transition fragile-ductile qui lui confère un comportement auto-cicatrisant. Cela permet une stabilité de cyclage exceptionnelle, maintenant une rétention de capacité de 90 % pendant 3 000 cycles à une vitesse de 5 °C. L'intégration de Li1.3Fe1.2Cl4 avec un oxyde lamellaire riche en nickel augmente encore la densité énergétique à 725,6 Wh kg−1. En exploitant les propriétés mécaniques dynamiques et de diffusion avantageuses des halogénures tout-en-un, ce travail établit les halogénures tout-en-un comme une voie pour des cathodes durables et denses en énergie dans les batteries tout-solide de nouvelle génération.

Références

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09153-1

Le lithium polymère est-il en train de gagner la course aux batteries à l'état solide ?

2025-09-08 | Jerry Huang

Note de l'éditeur : Il existe quatre types d'électrolytes pour les batteries au lithium à l'état solide : polymère, oxyde, sulfure et halogénure, chacun présentant des caractéristiques distinctes :

Électrolytes polymères au lithium

Utilisant des matériaux polymères comme électrolytes, ces dispositifs offrent à la fois flexibilité et conductivité ionique élevée, ce qui les rend adaptés comme solution de transition pour les batteries semi-solides. Ils présentent une bonne aptitude à la mise en œuvre, bien que leur stabilité cyclique à long terme reste à valider.

Électrolytes à base d'oxyde de lithium

À base de matériaux comme l'oxyde de lithium, ces électrolytes offrent un coût inférieur et une bonne stabilité, mais présentent une conductivité ionique relativement faible.

Électrolytes au sulfure de lithium

Basés sur des composés de sulfure de lithium, ces électrolytes présentent une conductivité élevée à température ambiante et une excellente compatibilité interfaciale, ce qui en fait la technologie la plus prometteuse sur le plan commercial. Cependant, les matériaux à base de sulfure souffrent d'une faible stabilité chimique et de coûts de production élevés.

Électrolytes à base d'halogénures de lithium

Les électrolytes solides halogénés présentent une conductivité et une résistance à l'oxydation élevées, mais ils restent au stade de la recherche en laboratoire, avec des perspectives de commercialisation incertaines.

Caractéristiques communes

Les batteries tout-solide remplacent les électrolytes liquides traditionnels par des matériaux inorganiques en poudre, améliorant considérablement la sécurité et la densité énergétique. Cependant, les différentes voies de fabrication présentent des différences importantes en termes de coût et de maturité des procédés. Par exemple, si la voie des sulfures offre une conductivité élevée, elle souffre d'une faible stabilité chimique, tandis que la voie des polymères est confrontée à des problèmes de durée de vie. Certains experts estiment que la production commerciale à grande échelle de batteries tout-solide reposera à terme sur des solutions issues de l'industrie des semi-conducteurs, notamment le dépôt de couches minces, le contrôle de précision en ligne de production et les systèmes sous vide, ainsi que d'autres solutions telles que la structuration de couches minces et la micro-nanostructuration. On estime que ce processus prendra encore sept à dix ans.

La technologie des batteries à l'état solide traverse actuellement une transition cruciale, passant des prototypes de laboratoire à l'industrialisation, ce qui nécessite une refonte systématique de son cadre d'évaluation. La phase de laboratoire se concentre principalement sur les performances électrochimiques (telles que la densité énergétique, la durée de vie et la capacité de charge/décharge), tandis que la technologie des batteries à l'état solide à l'échelle industrielle requiert l'établissement de critères d'évaluation multidimensionnels.

1. Évaluations élargies : Les applications industrielles doivent prendre en compte des facteurs systémiques, notamment : l’évolutivité et la faisabilité (compatibilité des procédés, contrôle du rendement, etc.), la maturité de la chaîne d’approvisionnement (fourniture de matières premières critiques, assistance en matière d’équipements spécialisés, etc.) et le coût total du cycle de vie (approvisionnement en matières premières, fabrication, recyclage, etc.).

2. Optimisation technologique et des coûts : L'industrialisation exige un équilibre optimal entre les données techniques et les coûts, y compris un équilibre dynamique entre les performances électrochimiques et les coûts de fabrication, la sélection des matériaux et la résilience de leur chaîne d'approvisionnement, ainsi qu'un équilibre entre la complexité du processus de production et l'évolutivité.

3. Évaluation systématique : Conformité aux exigences clés, notamment la cohérence de la production de masse (norme de contrôle de qualité 6σ), les certifications de sécurité (par exemple, la conformité à la norme UL 9540A et à d'autres normes internationales) et la conception de la capacité d'une ligne de production unique ≥ 2 GWh, etc.

Le professeur Guo a une vision différente de la supériorité des polymères de lithium sur les électrolytes au sulfure de lithium dans la course aux batteries à l'état solide. Examinons les travaux de l'équipe de Xin Guo. Un grand merci à tous les chercheurs pour leurs efforts remarquables.

Abstrait

Les batteries à l'état solide (BES) promettent de révolutionner le stockage de l'énergie en offrant une sécurité accrue, une densité énergétique supérieure et une durée de vie améliorée par rapport aux batteries lithium-ion conventionnelles. Parmi les différents électrolytes solides, les polymères se distinguent par leur combinaison unique de facilité de mise en œuvre, de souplesse mécanique et de polyvalence chimique. Cet article explore les raisons pour lesquelles les polymères sont en passe de mener la course vers la commercialisation des BES. Leurs avantages intrinsèques – tels qu'un contact interfacial supérieur avec les électrodes, une conductivité ionique ajustable et la compatibilité avec des méthodes de fabrication à grande échelle – ainsi que les principaux défis techniques auxquels ils sont confrontés, notamment une stabilité thermique limitée, des fenêtres électrochimiques étroites et une dégradation interfaciale, sont examinés. Cette étude met en lumière les solutions émergentes issues de recherches récentes, telles que la conception moléculaire des polymères, les composites polymère-céramique et les stratégies de polymérisation in situ. Contrairement aux systèmes à base d'oxydes et de sulfures, qui se heurtent à des obstacles importants en termes de coût, de facilité de fabrication et d'intégration, les électrolytes à base de polymères offrent une voie réaliste et économiquement viable vers un déploiement à grande échelle. Grâce aux progrès constants réalisés dans la conception des matériaux et les procédés industriels, les polymères ne sont pas seulement compétitifs ; ils sont à la pointe de la transition vers les batteries à l’état solide de nouvelle génération.

Références

https://doi.org/10.1002/advs.202510481

Dernières nouvelles : les anodes en silicium allié au bore triplent la durée de vie des batteries lithium-ion

2025-06-29 |

Abstrait

La stabilisation de l'interphase électrolyte solide (SEI) reste un défi majeur pour les anodes de batteries lithium-ion à base de silicium. L'alliage du silicium avec des éléments secondaires comme le bore s'est révélé une stratégie prometteuse pour améliorer la durée de vie des anodes en silicium, mais le mécanisme sous-jacent reste flou. Pour combler ce manque de connaissances, l'influence de la concentration en bore sur les performances des batteries est systématiquement étudiée. Ces résultats montrent une augmentation quasi monotone de la durée de vie avec une teneur en bore plus élevée, les électrodes riches en bore surpassant nettement le silicium pur. De plus, les anodes en alliage silicium-bore présentent une durée de vie calendaire près de trois fois supérieure à celle du silicium pur. Une analyse mécanistique détaillée permet d'exclure systématiquement d'autres facteurs contributifs, et il est suggéré que l'amélioration de la passivation résulte d'un fort dipôle permanent à la surface des nanoparticules. Ce dipôle, formé de bore sous-coordonné et fortement acide de Lewis, crée une couche statique et dense en ions qui stabilise l'interface électrochimique, réduisant ainsi la décomposition parasite de l'électrolyte et améliorant la stabilité à long terme. Ces résultats suggèrent que, dans le cadre de l'ingénierie semi-conductrice (SEI), la double couche électrique est un facteur important de passivation de surface. Cette découverte ouvre un espace paramétrique encore peu exploré pour l'optimisation des anodes en silicium des batteries lithium-ion de nouvelle génération.

Référence

https://doi.org/10.1002/aenm.202501074

Quelle est la différence entre le LiTFSI et les batteries sodium-métal ?

2025-06-29 |

Note de l'éditeur : Les batteries sodium-métal sont importantes pour le stockage d'énergie à grande échelle et les appareils électroniques mobiles, car elles offrent une densité énergétique élevée et un faible coût. Cependant, les performances de l'électrolyte et du SEI limitent la durée de vie et le taux de charge/décharge des batteries sodium-métal. Comment le LiTFSI améliore-t-il les batteries sodium-métal ? Voici un exemple. Grâce à une recherche spécifique de l'équipe Shuang Wan.

Abstrait

La construction d'une interphase électrolytique solide (SEI) riche en inorganiques et robuste est l'une des approches cruciales pour améliorer les performances électrochimiques des batteries sodium métal (SMB). Cependant, la faible conductivité et la faible distribution des composés inorganiques courants dans la SEI perturbent la diffusion du Na+ et induisent un dépôt de sodium non uniforme. Nous construisons ici une SEI unique avec des composés inorganiques à haute conductivité uniformément dispersés en introduisant un LiTFSI auto-sacrifié dans l'électrolyte carbonate à base de sel de sodium. L'effet de compétition réductrice entre le LiTFSI et le FEC facilite la formation de la SEI avec des composés inorganiques uniformément dispersés. Dans cette SEI, le Li3N hautement conducteur et les composés inorganiques fournissent des domaines de transport d'ions rapides et des sites de nucléation à flux élevé pour le Na+, favorisant ainsi un dépôt de sodium rapide et à grande vitesse. Français Par conséquent, le SEI dérivé de LiTFSI et FEC permet à la cellule Na∥Na3V2(PO4)3 d'afficher une rétention de capacité de 89,15 % (87,62 mA hg–1) à un taux ultra-élevé de 60 °C après 10 000 cycles, tandis que la cellule sans LiTFSI n'offre qu'une rétention de capacité de 48,44 % même après 8 000 cycles. De plus, la cellule en sachet Na∥Na3V2(PO4)3 avec le SEI spécial présente une rétention de capacité stable de 92,05 % à 10 °C après 2 000 cycles. Cette conception SEI unique élucide une nouvelle stratégie pour propulser les SMB à fonctionner dans des conditions de taux extrêmement élevés.

Copyright © 2023 American Chemical Society

Référence

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224

Le LiTFSI offre une aide précieuse pour les batteries au lithium entièrement solides à base de sulfure, garantissant ainsi des performances élevées.

2025-06-27 |

Note de l'éditeur : Comment le LiTFSI, CAS : 90076-65-6, contribue-t-il au développement de batteries lithium-ion tout solide à base de sulfure ? Voici un exemple. Merci aux recherches exceptionnelles de l'équipe de Fangyang Liu.

Abstrait

La fenêtre électrochimique étroite des électrolytes sulfurés peut entraîner différents mécanismes de défaillance aux interfaces cathode-anode. L'introduction de stratégies de modification distinctes pour les deux côtés accroît la complexité du procédé de fabrication des batteries au lithium tout solide à base de sulfure (ASSLB). Dans ce travail, une stratégie de modification intégrée a été employée en introduisant des coquilles de bis(trifluorométhanesulfonyl)imide de lithium (LiTFSI) lors du raffinage humide de Li6PS5Cl (LPSC), ce qui a permis de construire in situ des interfaces fluorées robustes simultanément côté cathode et côté anode. Côté anode de lithium, la diminution de la conductivité électronique de LiTFSI@LPSC et la génération d'interface fluorée ont efficacement inhibé la croissance des dendrites de lithium, ce qui a été confirmé par les calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Français En conséquence, la cellule Li|LiTFSI@LPSC|Li a atteint la densité de courant critique jusqu'à 1,6 mA cm−2 et des performances de cyclage stables sur 1500 h à 0,2 mA cm−2. Côté cathode, le LiTFSI@LPSC a non seulement amélioré le transport de Li+ au sein de la cathode composite, mais aussi la coque LiTFSI décomposée in situ en interphase électrolyte cathodique à base de LiF (CEI). La rétention de capacité a atteint 98,6 % après 500 cycles à 2 °C avec LiNi0,83Co0,11Mn0,06O2 (NCM83) à une tension de coupure élevée de 4,6 V. Le LiTFSI@LPSC fonctionnalisé facilite une modification interfaciale complète et tout-en-un pour les côtés anode et cathode, simplifiant considérablement l'ingénierie d'interface dans les ASSLB à base de sulfure tout en offrant des performances électrochimiques exceptionnelles.

Référence

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104131

Quoi de neuf dans les applications LiTFSI ?

2025-06-26 | Jerry Huang

Le bis(trifluorométhanesulfonyl)imide de lithium (LiTFSI), de formule moléculaire C₂F₆LiNO₂S₂, est une substance organique blanche, cristalline ou pulvérulente, présentant une stabilité électrochimique et thermique élevée. En tant qu'additif électrolytique, le LiTFSI peut être utilisé dans divers systèmes de batteries, tels que les batteries au lithium primaires, les batteries au lithium secondaires et les batteries au lithium à semi-conducteurs.

Le bis(trifluorométhylsulfonyl)imide de lithium (LiTFSI), composant clé de l'électrolyte des batteries lithium-ion, est reconnu pour son excellente stabilité thermique et électrochimique. Grâce à sa configuration moléculaire unique, ce sel de lithium forme un réseau anionique solide au sein de l'électrolyte, ce qui non seulement réduit significativement la viscosité de la solution, mais augmente également considérablement la vitesse de transfert des ions lithium. Cette propriété se traduit directement par une grande efficacité lors des processus de charge et de décharge des batteries, faisant du LiTFSI un matériau idéal pour améliorer les performances globales des batteries lithium-ion. Le LiTFSI présente un fort potentiel, notamment dans la recherche et le développement de batteries lithium-solide. De plus, il affiche des performances très positives dans la recherche sur les batteries sodium métal (SMB) et devrait stimuler l'innovation technologique des batteries. Cependant, la stabilité des performances du LiTFSI dans des environnements complexes et systématiques constitue un enjeu urgent pour la recherche actuelle.

Le bis(trifluorométhylsulfonyl)imide de lithium (LiTFSI) a commencé à être utilisé massivement dans de nouveaux types de batteries, telles que les batteries lithium-ion solides, notamment les batteries solides polymères, les batteries solides sulfurées et les batteries solides à oxyde. Le LiTFSI s'est avéré utile pour améliorer les performances des batteries, notamment par son rôle dans la protection des anodes, facilitant la charge rapide et offrant un excellent rendement sur une large plage de températures. Le bis(trifluorométhanesulfonyl)imide de lithium est l'un des additifs électrolytiques importants pour les batteries au lithium. Il peut améliorer la stabilité électrochimique, les performances de cyclage et la conductivité de l'électrolyte, et a un effet moins corrosif sur les feuilles d'aluminium à des tensions plus élevées, ce qui peut être adapté pour augmenter la densité énergétique des batteries dans l'industrie des véhicules électriques.