Nouvel électrolyte polymère auto-cicatrisant pour la stabilité interfaciale dans les batteries au lithium à semi-conducteurs

À l'état solidepiles au lithium(SSLB) ont attiré l’attention en raison de leur haute densité énergétique et de leur sécurité. Cependant, l’expansion/contraction volumétrique des électrodes et les réactions secondaires interfaciales persistantes provoquent des dommages dus aux contraintes mécaniques et une défaillance du transport ionique interfacial, affectant la stabilité à long terme.

Pour résoudre ce problème, une étude publiée dans la revue Advanced Materials a rapporté un électrolyte polymère auto-cicatrisant (SHPE) interfacial basé sur des liaisons dynamiques covalentes-noncovalentes à gradient. Grâce à l'ingénierie moléculaire, ce matériau combine des liaisons ester boronique à haute résistance avec des liaisons hydrogène à réponse dynamique ultrarapide, permettant une auto-réparation efficace à température ambiante des défauts d'interface dans les SSLB.

Cet électrolyte auto-cicatrisant a démontré une bonne conductivité ionique à température ambiante. Les cellules en pochette à oxyde de lithium et de cobalt (LCO)|SHPE|Li utilisant cet électrolyte ont fonctionné de manière stable sous haute tension (4,6 V) et sous une charge cathodique élevée, et ont réussi les tests de sécurité contre la pénétration des clous sans emballement thermique. Cette stratégie ouvre une nouvelle voie technique pour développer des batteries à semi-conducteurs sûres et à haute densité énergétique.