Défi technologique : Stockage électrochimique d'énergie dont les batteries pour la transition énergétique (en savoir +)
Département : Département de l'Electricité et de l'Hydrogène pour les Transports (LITEN)
Laboratoire : Laboratoire Matériaux
Date de début : 01-09-2023
Localisation : Grenoble
Code CEA : SL-DRT-23-0541
Contact : david.peralta@cea.fr
Le bleu de Prusse et ses analogues, en Anglais Prussian Blue Analogs (PBA) ont été identifiés comme des matériaux prometteurs pour les batteries sodium-ion. Leurs principaux avantages sont leur capacité et leur tension de fonctionnement élevées, leur facilité de synthèse et leur composition sans éléments critiques. Tous ces avantages les placent parmi les candidats les plus sérieux pour la commercialisation à grande échelle de batteries Na-ion à faible coût et plus respectueuses de l'environnement. Ces matériaux, composés de fer et éventuellement de manganèse, permettent d'obtenir des capacités et des potentiels élevés avec des éléments abondants. Un travail conséquent sur l'évaluation des performances électrochimiques sera mené afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués. En effet, sa chimie complexe, liée à la présence d'eau structurale et de différentes phases cristallines, rend la compréhension des mécanismes d'insertion complexe. Plusieurs méthodes de synthèse seront explorées afin d'identifier les phases les plus prometteuses. Leurs structures, morphologies, taux d'hydratation, compositions chimiques seront finement caractérisées par DRX, MEB, ATG, ICP, etc. Leurs propriétés électrochimiques seront évaluées dans des demi-piles boutons et dans des cellules complètes "pouch" vs. carbone dur par des méthodes galvanostatiques ou par voltamétrie cyclique. L'évolution structurelle au cours du cyclage pourra également être évaluée par des méthodes ex-situ et/ou in situ ou operando.
