Des chercheurs ont mis au point un électrolyte polymère gélifié totalement dépourvu de fluor capable de stabiliser l’interface électrolytique solide (SEI) dans les batteries au lithium métal. Publiée dans Nature Communications, cette étude introduit un copolymère fluorine-free, nommé PVM-GPE, qui forme spontanément une SEI hybride riche en oxyde et nitrure de lithium (Li₂O/Li₃N). Cette couche inorganique assure une migration ionique rapide, une réduction des réactions parasites et une croissance homogène du lithium, empêchant ainsi la formation de dendrites. Le réseau polymère, obtenu par copolymérisation du carbonate de vinylène et du N,N’-méthylènebisacrylamide, combine liaisons hydrogène, ancrages anioniques et forte polarité, favorisant un transport sélectif et stable des ions Li⁺. Ce système, à la fois quasi-solide et hautement conducteur, permet d’atteindre une rétention de capacité de 84,7 % après 800 cycles à fort régime (3 C), surpassant les électrolytes fluorés conventionnels tout en éliminant leurs coûts et impacts environnementaux. L’analyse structurale révèle que la SEI favorise la croissance cristallographique du lithium le long du plan (200), plus stable et moins réactif, améliorant la durabilité des interfaces électrode-électrolyte. Compatible avec des cathodes riches en nickel (NCM811/NCM90), l’électrolyte maintient sa performance sous tension élevée (4,5 V) et dans des cellules poche de 1 Ah. En alliant conception moléculaire, chimie verte et ingénierie interfaciale, cette approche ouvre une voie durable vers des batteries solides-état performantes sans recours au fluor, conciliant sécurité, densité énergétique et circularité des matériaux.
Nature