Visualisation dynamique de la morphologie et de la texture de métaux électrodéposés pour batteries – DynaMoTex

Utilisation d’anode à base de Li métallique dans les batteries permet d’augmenter la densité d’énergie tout en réduisant l’utilisation de graphite, un matériau considéré comme critique par la commission européenne. Peu d’industriels commercialisent des batteries à base de Li métallique à cause de verrous technologiques majeurs notamment leur faible durée de vie. Le vieillissement accéléré de cette technologie provient d’inhomogénéité morphologique lors de l’électrodéposition du lithium pendant l’utilisation de la batterie, particulièrement en charge rapide. La connaissance actuelle du mécanisme d’électrodéposition dans l’environnement complexe d’une batterie ne permet pas de proposer des stratégies d’amélioration efficaces. Pour accélérer notre compréhension de ce phénomène, il est nécessaire de visualiser en temps réel la morphologie et la texture du Li métallique électrodéposé dans une batterie réaliste en fonction de la densité de courant, l’électrolyte ou la pression. Il n’existe aucune technique capable de mesurer l’ensemble de ces observables. Même sans information morphologique, la caractérisation operando de la texture n’a jamais été réalisé dans une batterie. A défaut d’une seule technique, même les combinaisons de techniques pour l’instant proposées dans la littérature sont incapables atteindre les observables nécessaires à la visualisation holistique du phénomène d’électrodéposition. DynaMoTex a pour objectif de développer une nouvelle technique de caractérisation operando: l’imagerie par microdiffraction 2D. L’imagerie par microdiffraction 2D sera combinée à des analyses statiques in situ de tomographie des rayons X et diffraction des rayons X 3D. En utilisant cette combinaison de technique, DynaMoTex livrera des informations inédites sur l’effet de la densité de courant et du vieillissement sur la morphologie et texture pendant le dépôt de Li métallique dans des microbatteries tout solide et des batteries à électrolyte liquide.