Comment optimiser la composition chimique de l'électrolyte d'une batterie ? Il faut varier la solution, les additifs et leur concentration, puis tester l'électrolyte intégré à une cellule électrochimique sur de nombreux cycles charge-décharge. Une tâche fastidieuse et chronophage dont la simulation numérique ne dispense pas !

Un criblage d'électrolytes a été réalisé en 2014 sur la base de mesures électrochimiques (résistance de transfert de charge) et de perte de capacité, après typiquement 15 cycles.

S'inspirant de ce travail original, des chercheurs de l'Iramis et leurs partenaires du CEA-Liten et de l'Institut des matériaux de Nantes Jean Rouxel, proposent un criblage rapide, basé sur la radiolyse de l'électrolyte, en alternative aux tests en batterie.

Les scientifiques font vieillir en accéléré l'électrolyte par une irradiation gamma (4,7 ± 0,2 Gy/min) et montrent que la mesure de la production de dihydrogène permet de classer les électrolytes courants, avec leurs différents additifs. Leur résultat s'accorde parfaitement avec le criblage réalisé en 2014 par spectroscopie d'impédance électrochimique !

Cette approche générique pourrait également s'appliquer au criblage de l'électrolyte de batteries post-Li-ion, de super-condensateurs et de batteries à semi-conducteurs.

Cette étude est soutenue par le programme CEA FOCUS batteries.