Ingénierie de la prochaine génération de matériaux de batterie nanostructurés par frittage à froid réactif – NexGenBat

Les batteries tout solide (ASSLB) sont proposées pour pallier aux inconvénients associés aux électrolytes liquides, tels que la dissolution des métaux de transition et la dégradation de la structure, qui impactent la capacité et la stabilité au cyclage.
NexGenBat propose l'utilisation du processus de frittage à froid (CSP), récemment développé, pour synthétiser de nouvelles nanostructures pour les cathodes des ASSLBs. CSP utilise un solvant, une température modérée correspondant à l'évaporation du solvant, et une forte pression (env. 200MPa) pour produire des solides denses en quelques minutes. Dans le contexte des ASSLB, le CSP a déjà démontré des améliorations au niveau du contact interfacial.
NexGenBat étend l'application du CSP aux ASSLB en synthétisant de nouveaux matériaux par CSP réactif. Cette approche améliore les vitesses de réaction grâce à des précurseurs amorphes et hautement réactifs, pour lesquels j'ai déjà développé une méthode de préparation. NexGenBat vise un meilleur contrôle des domaines désordonnés et superposés dans les cathodes à forte capacité du système Li-Mn-O. Les températures plus basses et les temps de réaction plus courts du CSP, ainsi que la possibilité de transformations allotropiques, ouvrent de nouvelles possibilités de phases de nanostructures solides, auparavant inaccessibles par les méthodes traditionnelles.
De plus, NexGenBat explore les relations synergétiques entre les sous-réseaux (dés)ordonnés en utilisant des techniques de modélisation complexe et operando pour établir des relations clés entre traitement, structure et propriétés. Ces informations seront précieuses pour guider les futures synthèses et améliorer les performances.
Le système Li-Mn-O le plus efficace sera intégré dans une ASSLB simplifiée en collaboration avec Renaud Bouchet (LEPMI), tout en explorant plus largement le potentiel du CSP pour améliorer le contact interfacial dans les configurations tout solide, en parallèle de son utilisation comme technique de synthèse innovante. Ainsi, NexGenBat fera avancer la recherche sur la synthèse de nanostructures solides dans le domaine des batteries et plus largement, des matériaux fonctionnel.