Déverrouillage de l’évolution de la chimie cellulaire avec la spectroscopie infrarouge à fibre optique opérando dans les batteries Na(Li)-ion commerciales

Date de publication : 6 sept. 2022
Auteurs : Maria Letizia De Marco, Walid Baaziz, Sharmin Sharna, François Devred, Claude Poleunis, Alexandre Chevillot-Biraud, Sophie Nowak, Ryma Haddad, Mateusz Odziomek, Cédric Boissière, Damien P. Debecker, Ovidiu Ersen, Jennifer Peron and Marco Faustini
Publié par : Nature Energy

L’amélioration des performances, de la fiabilité et de la durée de vie de la batterie est essentielle pour répondre à la demande croissante de stockage d’énergie. Dans ce cadre, la surveillance continue de la chimie dynamique à l’intérieur des cellules offre une voie passionnante pour minimiser les réactions parasitaires et maximiser la durabilité. En nous appuyant sur les innovations récentes en matière de fibres optiques/batteries, nous signalons l’utilisation de la spectroscopie à ondes évanescentes à fibre infrarouge opérando pour surveiller l’évolution des électrolytes en 18650. Cette approche permet d’identifier les espèces chimiques et révèle les mécanismes de décomposition électrolytique et additive pendant le cycle, fournissant ainsi des informations importantes sur la croissance et la nature de l’interphase solide-électrolyte, la dynamique de la résolution et leurs interrelations complexes. De plus, en insérant directement les fibres dans le matériau de l’électrode, nous montrons des observations simultanées de l’évolution structurale du matériau et des variations de l’inventaire Na(Li) lors du cycle. Cette méthode de détection éclairante a le pouvoir de révéler les phénomènes chimiques autrement opaques qui se produisent dans chaque composant clé de la batterie.

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