Les faits & le projet
Le développement croissant des véhicules électriques comme des dispositifs nomades (ordinateurs, tablettes, téléphones…) impose de disposer de sources d’énergie autonomes toujours plus performantes. Les batteries au lithium, apparues au début des années 90, ont constitué une réelle révolution en termes de densité d’énergie et de durée de vie mais, bien que très utilisées aujourd’hui, leur technologie présente certaines limitations (capacité, puissance délivrée, sécurité).
D’où la nécessité d’améliorer les matériaux existants ou d’en concevoir de nouveaux pour augmenter la capacité (autonomie) des batteries actuelles ou encore de développer d’autres types de batteries comme celles au sodium ou au manganèse. C’est l’objet des travaux menés par Mouna Ben Yahia et l’équipe de Chimie théorique, méthodologies et modélisation, de l’Institut Charles Gerhardt à Montpellier : « nous cherchons à comprendre les limitations des matériaux actuels via une analyse fine de leurs structures électroniques associée à l’étude de différentes propriétés telles que les propriétés thermodynamiques et vibrationnelles », détaille Mouna Ben Yahia.
Les résultats
Cette approche a permis aux chercheurs d’identifier l’origine de la faible capacité et l’instabilité de certains matériaux pour améliorer leur rendement et d’en explorer de nouveaux. Ainsi, pour la première fois, ils ont récemment élucidé l’origine des modes Raman obtenus in-situ lors du processus électrochimique et les ont corrélés aux propriétés structurales et électroniques du matériau LiNiXMn1-XO2 (Lithium-Nickel-Manganèse-Oxygène ou LMNO) qui présente un potentiel intéressant.
Réalisées dans le cadre du réseau français sur le stockage électrochimique de l’énergie et en collaboration avec une équipe de l’Institut Paul-Scherrer en Suisse, les résultats de ces études coûteuses en temps de calcul vont faire l’objet, en 2016, d’une publication en cours de préparation.