Matériaux en carbone spécialisés pour les batteries au lithium et au sodium-ion, ainsi que pour les supercondensateurs

Dans le domaine des batteries lithium-ion, des systèmes sodium-ion et des supercondensateurs, la concurrence ne porte plus sur la disponibilité des matériaux, mais sur leur homogénéité. Les anodes en silicium-carbone, les anodes en carbone dur et les électrodes de supercondensateurs nécessitent du carbone ne contenant pratiquement aucune impureté métallique : la présence de traces de fer, de nickel ou de cuivre peut en effet catalyser la décomposition de l’électrolyte et le dégagement de gaz au niveau de la cellule. Les écarts dans la répartition des pores privent les particules de silicium d’espace pour se dilater ou bloquent le transport ionique. Les variations de taille des particules d’un lot à l’autre entraînent des défauts de revêtement des électrodes qui conduisent à la mise au rebut de lots de production entiers.

PureStar considère le carbone utilisé pour le stockage d'énergie comme la base fondamentale des performances électrochimiques.

Le principal défi et les tendances du secteur

Le principal risque lié aux matériaux utilisés dans les batteries ne réside pas dans un indicateur de performance particulier, mais dans l’uniformité des lots et le contrôle des impuretés. Le plan de capacité annuelle d’une gigafactory repose sur la stabilité des matériaux ; si la teneur en métaux du carbone, la distribution granulométrique ou le volume poreux varient d’un lot à l’autre, les courbes de perte de capacité des cellules divergent, la durée de vie en cycles présente des écarts et des lots entiers sont déclassés.

Ce " risque de cohérence " est plus préjudiciable que n'importe quelle sous-performance individuelle, mais il reste invisible tant que les cellules n'ont pas été assemblées et testées.

Les atouts de PureStar

Les matériaux de stockage d'énergie de PureStar se distinguent par une certification de pureté au niveau de chaque lot et par la stabilisation de leur morphologie. À partir de précurseurs à base de résine ou de biomasse, un processus de purification à haute température permet de réduire les impuretés métalliques totales à des niveaux extrêmement bas, tout en assurant un contrôle interne rigoureux des variations de la distribution granulométrique d'un lot à l'autre.

• Pour précurseurs d'anodes en silicium-carbone, nous optimisons la sphéricité des particules et la composition chimique de leur surface afin d'améliorer l'uniformité du composite à base de nanosilicium.
• Pour charbon dur et qualités destinées aux supercondensateurs, les courbes d'activation-carbonisation sont contrôlées avec précision afin d'obtenir les architectures poreuses cibles qui permettent d'atteindre une capacité réversible et une densité de puissance élevées.