Comment le graphite se charge-t-il en lithium ?

Une équipe de spécialistes en simulation d’INAC apporte un nouvel éclairage sur une énigme vieille de 40 ans : comment le graphite se charge-t-il en lithium, par exemple dans les électrodes de batteries lithium-ion ?
L’expérimentation montre que le lithium s’organise de façon périodique, intercalé dans les plans du graphite. Or, il occupe un plan sur trois pour un chargement à 33 %, et un plan sur deux pour un chargement à 50 % : le passage d’un état à l’autre est un mystère.
Les chercheurs ont conçu un modèle à l’échelle atomique dans lequel le lithium n’occupe pas la totalité de chaque plan : il s’organise en bandes remplies ou vides. La simulation a montré que ce modèle, expliquant la cinétique de changement de périodicité, était aussi plausible en termes d’équilibre thermodynamique. Il a été publié dans Applied Physics Letters.

Contact : damien.caliste@cea.fr

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