Faits Marquants

Groupe "Énergie : Matériaux et Batteries"

Nouveaux matériaux lamellaires surlithiés Li1+xTi1-xS2, à forte capacité et exempts de Co et de Ni

Nous avons préparé pour la première fois des poudres de sulfures lamellaires surlithiés Li[LitTi1-t]S2 avec 0 < t ≤ 0.33 formant une solution solide dans le système LiTiS2-Li2TiS3. Ces derniers présentent un comportement électrochimique extrêmement proche de leurs homologues oxydes, à savoir un processus d’activation durant la 1ère charge, la participation des anions aux processus redox en plus du couple Ti3+/Ti4+ et une forte capacité réversible (supérieure à 250 mAh/g). Le fort caractère covalent des liaisons améliore la stabilité du matériau à l’état totalement chargé (pas de perte de S), ce qui rend négligeable la capacité irréversible et limite la décroissance du potentiel. La forte densité d’énergie de ces nouveaux sulfures lamellaires surlithiés (> 600 Wh.kg-1) combinée à un potentiel de fonctionnement compatible avec la fenêtre de stabilité des électrolytes soufrés (qui possèdent les conductivités ioniques les plus élevées), rendent ces matériaux très prometteurs en tant qu’électrode positive dans les nouvelles générations de batterie tout solide, plus sûres et appelées à répondre aux nouveaux besoins du marché des véhicules électriques.

 

 

  1. Flamary-Mespoulie F., Boulineau A., Martinez H., Suchomel M. R., Delmas C., Pecquenard B., Le Cras F. Lithium-rich layered titanium sulfides: Cobalt- and Nickel-free high capacity cathode materials for lithium-ion batteries. Energy Storage Materials 2020, vol. 26, p. 213-222. DOI : 10.1016/j.ensm.2019.12.033
  2. Thèse de F. Flamary, Université de Bordeaux, 2016