La SEI gouverne la performance des accumulateurs en termes de cyclage, puissance, durabilité et vie calendaire. Il nous appartient donc de maîtriser sa formation et d’en contrôler son évolution, et ce à différentes températures.
Dans la quête vers une SEI idéale, les recherches actuelles visent soit à agir au niveau de l’électrode via l’utilisation d’enrobage des particules et des méthodes de traitement de surface par voie solution ou céramique, soit à agir au niveau des électrolytes via l’utilisation d’additifs qui se décomposeront électrochimiquement à des potentiels compris dans la fenêtre de potentiels thermodynamiques de l’électrolyte permettant de faire sur mesure une SEI protectrice.
Nous avons ainsi passé en revue les méthodes de traitement de surface avant d’aborder la science des additifs. On a tenté de classifier cette vaste quantité d’additifs selon leur principe de fonctionnement, qui peut reposer soit sur la polymérisation de monomères induite électrochimiquement, soit sur la décomposition réductive d’hétéroélements (ex : S) à haut état d’oxydation, voire de molécules à base de F, Cl, etc. conduisant à la formation d’une couche protectrice (LiF, LiCl ou autre).
Enfin, avons montré l’importance des additifs à triple liaison (-C≡N) et leur synergie avec ceux à double liaison (-C=C-), ainsi que l’importance de l’enrobage, via la décomposition in situ d’additifs de type tris(trimethylsilyl)phosphate (TMSP), pour la protection d’oxydes à haut potentiel (LiCoO2, LiMn2O4, …) dont nous en avons mentionné les sites actifs déduits par des mesures de XPS.
Au travers de ce parcours, il en ressortira que l’ajout d’additifs est fondé sur une science d’essais et d’erreurs, avec cependant la possibilité d’extraire certaines tendances qui se sont avérées très utiles dans la confection rapide d’un électrolyte optimisé pour la technologie Na-ion.
Bien entendu, il va de soi que nous n’aurions pu clore cette vaste recherche sans mentionner les travaux actuels dédiés à la recherche de nouveaux additifs par le dépistage haut débit, en prenant comme exemple le « Throughput Screening System » développé à l’université de Münster (Allemagne).
