Une batterie au lithium ressemble à un sandwich : deux tranches de pain sont les électrodes, et entre elles, la garniture est l'électrolyte, à travers lequel les ions lithium font des allers-retours. Dans les batteries classiques, la garniture est liquide, comme une sauce, et peut fuir ou s'enflammer. Dans les batteries tout solide, la garniture est comme une tranche de fromage : elle ne coule pas, mais il est important qu'elle ne s'effrite pas et ne réagisse pas avec le pain.
Les chercheurs ont étudié l'interface entre l'anode de lithium (le pain) et l'électrolyte solide Li3OCl (le fromage) à l'aide de simulations informatiques au niveau des atomes. Ils ont testé plusieurs configurations de contact et ont trouvé celle qui est la plus favorable sur le plan énergétique. Résultat : à l'interface, tout est calme — la structure ne se dégrade pas, et la charge électrique ne se redistribue que légèrement dans une fine couche près de la surface.
Cela signifie que la batterie ne se détériorera pas rapidement lors des cycles de charge : le lithium excédentaire ne s'accumule pas dans l'électrolyte, mais reste dans l'anode. Cette stabilité est la clé d'une longue durée de vie pour les accumulateurs tout solide.
La boucle est bouclée : le sandwich au fromage ne s'effondre pas, même si on le mord à plusieurs reprises. De même, la batterie à base de Li3OCl promet de tenir longtemps et en toute sécurité.
Li3OCl est un solide qui conduit les ions lithium presque comme un liquide, mais il ne coule pas et ne s'enflamme pas.