
LEGEND
Librairie d’Electrolytes pour des nouvelles batteries à ions divalents
Aperçu
Développement d’une bibliothèque de nouveaux électrolytes à ions divalents par une approche d’apprentissage automatique couplée à des simulations de dynamique moléculaire classique et quantique.
Pr. Agilio Padua (Laboratoire de Chimie, ENS de Lyon et CNRS)
Le projet LEGEND est focalisé sur les électrolytes pour batteries à ions divalents et leurs interfaces avec l’anode métallique. Les électrolytes sont au cœur des défis majeurs qui subsistent quant à la faisabilité de batteries à ions divalents car ils contrôlent la solvatation et le transport ionique, les processus interfaciaux (dont la réactivité des cations et les mécanismes de nucléation et croissance), ainsi que les réactions secondaires. LEGEND développera et utilisera des méthodes avancées de simulation atomistique pour caractériser à l’échelle moléculaire une large gamme d’électrolytes, en phase liquide et aux interfaces électrochimiques, pour combler les déficits de connaissances en construisant une cartographie propriétés-performances pour un ensemble d’électrolytes potentiels.
Mots-clés
Solvatation, interfaces chargées, dynamique moléculaire, chimie théorique
Les tâches
Nos recherches
Analyse bibliographique poussée
La tâche 1 est basée sur l’exploration textuelle de la littérature scientifique pour construire une bibliothèque d’électrolytes, fournissant une vue sur les structures chimiques, compositions et performance d’électrolytes à partir desquelles des systèmes cibles seront sélectionnés pour une étude computationnelle détaillée.
Electrolyte et cations divalents
La tâche 2 se concentre sur l’électrolyte en tant que phase liquide, en étudiant les phénomènes de solvatation et de transport des cations métalliques divalents dans différentes classes d’électrolytes (eau-dans-sel, DES , incluant des additifs complexants ou hydrophobes).
Interface électrolyte / électrode
La tâche 3 est consacrée à la structure, à la dynamique et à la réactivité aux interfaces électrolyte/électrode, en modélisant de manière réaliste les surfaces métalliques chargées et leurs interactions avec les cations métalliques solvatés, ainsi que les processus de placage et de décapage à la surface de l’anode.
Conception et tests d’électrolytes
La tâche 4 établit des critères de choix et des guides de conception à partir des descripteurs et propose de nouveaux électrolytes basés sur un modèle d’apprentissage automatique dont les performances seront validées expérimentalement dans des batteries, à l’échelle du laboratoire.
Le consortium
3 laboratoires académiques
Les résultats attendus sont une compréhension approfondie des phénomènes de solvatation et transport des ions divalents (Ca2+, Mg2+, Zn2+) dans des électrolytes moléculaires ou ioniques, et de leur comportement aux interfaces métalliques. Un ensemble de descripteurs obtenus par des méthodes avancées de modélisation moléculaire permettra un choix rationnel de compositions d’électrolytes, établi par des technique d’apprentissage numérique et validés expérimentalement.
LEGEND s’intéresse à des électrolytes faisant appel à des métaux abondants et à faible coût, et devant présenter une densité d’énergie élevée, en raison du caractère divalent des cations formés.
Formation de 3 doctorants et 5 post-doctorants.

Les autres projets PEPR





