Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie,
centre de recherche sur les batteries et supercondensateurs

Des chercheurs RS2E mettent en perspective l’histoire de la recherche sur les structures polyanioniques

Des chercheurs RS2E mettent en perspective l’histoire de la recherche sur les structures polyanioniques
© Christian Masquelier, Laurence Croguennec. Polyanionic structures

               Christian Masquelier (LRCS, Amiens) et Laurence Croguennec (ICMCB, Bordeaux), deux chercheurs affiliés aux réseaux Alistore-ERI et RS2E, ont récemment examiné près de 20 ans de recherches sur les structures polyanioniques (phosphates, silicates, sulfates) utilisées comme matériaux d’électrodes dans les batteries Li ou Na. Le document de 42 pages, étayé par 500 références, synthétise les efforts immenses fait dans le domaine. D’abord écrit comme un livre blanc pour le réseau Alistore-ERI (l’équivalent européen du RS2E), leur revue a été acceptée pour publication dans le prestigieux journal Chemical Reviews depuis le 6 juin 2013.

 

               En 1997, la découverte de LiFePO4 a été le point de départ de l’importance croissante des structures polyanioniques dans la recherche sur les batteries. En effet, les structures polyanioniques prêtent des propriétés intéressantes aux électrodes positives telles qu’une grande stabilité structurale (ce qui permet de bonnes propriétés de cyclabilité et un déplacement rapide des ions) et des tensions de travail élevées vs. Li+/Li, en particulier pour le couple redox Fe3+/Fe2+.

 

               Cette revue détaillée traite des familles structurelles suivantes : les NASICON/anti-NASICON (des matériaux permettant une conduction rapide des ions à travers leur structure), les compositions basées sur la structure olivine (comme LiFePO4, considéré comme un choix prometteur pour utilisation dans les véhicules électriques), les structures que les deux chercheurs appellent “exotiques” (borates, silicates, …) ainsi que de nouveaux matériaux prometteurs développés au sein du RS2E, basés sur les structures tavorites et triplites. Alistore-ERI est aussi un partenaire important dans ces recherches prometteuses via le financement de la thèse de Jean-Marcel Ateba Mba.

 

               Le Pr. Christian Masquelier étudie depuis 25 ans la cristallochimie des conducteurs sodium ion et des matériaux d’électrodes positives pour batteries Li-ion. Le Dr. Croguennec étudie depuis 18 ans la cristallochimie des matériaux d’électrodes développés pour les batteries Li-ion (caractérisation de mécanismes impliqués dans le cyclage).

----

Références

Polyanionic (Phosphates, Silicates, Sulfates) Frameworks as Electrode Materials for Rechargeable Li (or Na) Batteries. Christian Masquelier and Laurence Croguennec.

Chemical Reviews, Article ASAP, 6 juin 2013, DOI: 10.1021/cr3001862.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr3001862