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Vers une nouvelle génération de matériaux pour batteries

Industrie et Technologies
Deux équipes du CNRS viennent de mettre en évidence un nouveau processus électrochimique qui ouvre la voie à de nouvelles familles de matériaux d'électrode.

Les potentialités de ce matériaux devraient permettre de dépasser les performances des générateurs actuels, notamment pour la réalisation de batteries rechargeables. Ils font l'objet d'un article publié dans la revue Nature Materials du mois de novembre 2003.

Les systèmes actuellement commercialisés dans les batteries des appareils portables utilisent des matériaux dits d'insertion électrochimique datant des années 70 pour lesquels les limites d'amélioration sont proches d'être atteintes. Pour les dépasser, il est nécessaire de mettre au point de nouveaux matériaux dont la réactivité électrochimique sera novatrice.

Parmi les voies explorées, les processus de conversion ou déplacement électrochimique, (échanges de plus d'un électron par métal de transition associés à une recombinaison chimique), commencent à donner de bons résultats mais la réversibilité des phénomènes n'est pas encore totalement maîtrisée.

Une des voies envisageables est d'associer les deux fonctions, insertion et déplacement, dans un seul et même composé afin d'allier leurs performances et permettre une bonne réversibilité, ce qui est nécessaire pour la réalisation de batteries dites rechargeables.

A partir de ces constatations, les chercheurs du CNRS (Centre d'élaboration des matériaux et d'études structurales de Toulouse et Laboratoire de réactivité et de chimie des solides d'Amiens), ont élaboré un nouveau matériau dont les caractéristiques, tant structurales que chimiques, devraient permettre de répondre à ces attentes.

L'approche conjointe de la cristallochimie et de l'électrochimie leur a permis d'élaborer une nouvelle génération de matériaux à usage d'électrode positive pour les générateurs électrochimiques. La généralisation des processus leur a permis d'identifier les paramètres à l'origine de ces propriétés.

Ces travaux ouvrent la voie à de nouveaux axes de recherches permettant de lever les verrous technologiques à l'origine des limites de performances des générateurs actuels.

Franck Barnu
(Source CNRS)

Pour en savoir plus
- Patrick Rozier , Centre d'Elaboration des Matériaux et d'Etudes Structurales, Toulouse ;  rozier@cemes.fr 
- Mathieu Morcrette  Laboratoire de Réactivité et de Chimie des Solides (département des Sciences chimiques) : mathieu.morcrette@sc.u-picardie.fr

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