FR3073672A1 - PROCESS FOR PREPARING AN ELECTROCHEMICAL CELL FOR LITHIUM BATTERY COMPRISING A SPECIFIC GELIFIED ELECTROLYTE - Google Patents
PROCESS FOR PREPARING AN ELECTROCHEMICAL CELL FOR LITHIUM BATTERY COMPRISING A SPECIFIC GELIFIED ELECTROLYTE Download PDFInfo
- Publication number
- FR3073672A1 FR3073672A1 FR1760687A FR1760687A FR3073672A1 FR 3073672 A1 FR3073672 A1 FR 3073672A1 FR 1760687 A FR1760687 A FR 1760687A FR 1760687 A FR1760687 A FR 1760687A FR 3073672 A1 FR3073672 A1 FR 3073672A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- lithium
- process according
- preparation process
- membrane
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 24
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 16
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 14
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 13
- -1 LiCF 3 SO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 10
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 8
- 229910013188 LiBOB Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- 229910003473 lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IAHFWCOBPZCAEA-UHFFFAOYSA-N succinonitrile Chemical group N#CCCC#N IAHFWCOBPZCAEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 4
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 4
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920002285 poly(styrene-co-acrylonitrile) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 claims description 2
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 claims 1
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 8
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 description 3
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052493 LiFePO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910011281 LiCoPO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013086 LiNiPO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012672 LiTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 206010020718 hyperplasia Diseases 0.000 description 1
- 230000002390 hyperplastic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001566 impedance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000003880 polar aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001490 poly(butyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 231100001260 reprotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
L'invention a trait à un procédé de préparation d'une cellule électrochimique pour batterie au lithium comprenant une électrode positive et une électrode négative disposées de part et d'autre d'un électrolyte gélifié comprenant les étapes suivantes : a) une étape de réalisation d'une cellule comprenant l'électrode positive, l'électrode négative disposées de part et d'autre d'une membrane comprenant au moins un polymère apte à gélifier au contact d'un solvant dinitrile ; b) une étape de mise en contact dudit assemblage avec une composition comprenant au moins un solvant dinitrile et au moins un sel de lithium, moyennant quoi la membrane se gélifie formant ainsi l'électrolyte gélifié.The invention relates to a method for preparing an electrochemical cell for a lithium battery comprising a positive electrode and a negative electrode disposed on either side of a gelled electrolyte, comprising the following steps: a) a production step a cell comprising the positive electrode, the negative electrode disposed on either side of a membrane comprising at least one polymer capable of gelling in contact with a dinitrile solvent; b) a step of bringing said assembly into contact with a composition comprising at least one dinitrile solvent and at least one lithium salt, whereby the membrane gels, thus forming the gelled electrolyte.
Description
PROCEDE DE PREPARATION D'UNE CELLULE ELECTROCHIMIQUE POUR BATTERIE AU LITHIUM COMPRENANT UN ELECTROLYTE GELIFIE SPECIFIQUEPROCESS FOR THE PREPARATION OF AN ELECTROCHEMICAL CELL FOR A LITHIUM BATTERY COMPRISING A SPECIFIC GELLED ELECTROLYTE
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention a trait à un procédé de préparation d'une cellule électrochimique pour batterie au lithium comprenant un électrolyte gélifié spécifique, ce procédé de l'invention étant de mise en œuvre plus simple que les procédés classiques de fabrication pour ce type de cellules et qui est transposable à tous types d'architectures (telles que l'architecture filaire) tout en ne sacrifiant pas aux propriétés finales de l'électrolyte gélifié en termes de propriétés mécaniques et de propriétés de conduction et en permettant l'obtention de cellules flexibles et déformables.The present invention relates to a process for the preparation of an electrochemical cell for a lithium battery comprising a specific gelled electrolyte, this process of the invention being easier to implement than the conventional manufacturing processes for this type of cell and which can be transposed to all types of architecture (such as wired architecture) while not sacrificing the final properties of the gelled electrolyte in terms of mechanical properties and conduction properties and allowing flexible cells to be obtained and deformable.
Le domaine général de l'invention peut être ainsi défini comme celui des batteries au lithium et, plus spécifiquement, des batteries du type lithium-ion.The general field of the invention can thus be defined as that of lithium batteries and, more specifically, batteries of the lithium-ion type.
Les batteries du type lithium-ion sont de plus en plus utilisées comme source d'énergie autonome, en particulier, dans les équipements électroniques portables (tels que les téléphones mobiles, les ordinateurs portables, l'outillage), où elles remplacent progressivement les accumulateurs nickel-cadmium (NiCd) et nickel-hydrure métallique (NiMH). Elles sont également très utilisées pour fournir l'alimentation en énergie nécessaire aux nouvelles microapplications, telles que les cartes à puce, les capteurs ou autres systèmes électromécaniques.Batteries of the lithium-ion type are increasingly used as a stand-alone energy source, in particular in portable electronic equipment (such as mobile phones, laptops, tools), where they are gradually replacing accumulators nickel-cadmium (NiCd) and nickel-metal hydride (NiMH). They are also widely used to provide the power supply necessary for new micro applications, such as smart cards, sensors or other electromechanical systems.
Les batteries du type lithium-ion fonctionnent sur le principe d'insertion-désinsertion (ou lithiation-délithiation) du lithium selon le principe suivant.Batteries of the lithium-ion type operate on the principle of insertion-disinsertion (or lithiation-delithiation) of lithium according to the following principle.
Lors de la décharge de la batterie, le lithium désinséré de l'électrode négative sous forme ionique Li+ migre à travers l'électrolyte conducteur ionique et vient s'intercaler dans le réseau cristallin du matériau actif de l'électrode positive. Le passage de chaque ion Li+ dans le circuit interne de la batterie est exactement compensé par le passage d'un électron dans le circuit externe, générant ainsi un courant électrique. La densité d'énergie massique libérée par ces réactions est à la fois proportionnelle à la différence de potentiel entre les deux électrodes et à la quantité de lithium qui se sera intercalée dans le matériau actif de l'électrode positive.During the discharge of the battery, the lithium disinserted from the negative electrode in ionic form Li + migrates through the ionic conductive electrolyte and is interposed in the crystal lattice of the active material of the positive electrode. The passage of each Li + ion in the internal circuit of the battery is exactly compensated by the passage of an electron in the external circuit, thus generating an electric current. The density of mass energy released by these reactions is both proportional to the potential difference between the two electrodes and to the quantity of lithium which will be inserted in the active material of the positive electrode.
Lors de la charge de la batterie, les réactions se produisant au sein de la batterie sont les réactions inverses de la décharge, à savoir que :When charging the battery, the reactions occurring within the battery are the reverse reactions of the discharge, namely that:
- l'électrode négative va insérer du lithium dans le réseau du matériau la constituant ; etthe negative electrode will insert lithium into the network of the material constituting it; and
- l'électrode positive va libérer du lithium.- the positive electrode will release lithium.
De par ce principe de fonctionnement, les batteries du type lithium-ion nécessitent donc la présence au niveau des électrodes d'un matériau apte à insérer ou désinsérer du lithium.By this operating principle, batteries of the lithium-ion type therefore require the presence at the electrodes of a material capable of inserting or removing lithium.
Pour assurer ce fonctionnement, les batteries comprennent, pour chaque cellule comme illustré sur la figure 1 jointe en annexe, les éléments constitutifs primordiaux suivant :To ensure this functioning, the batteries include, for each cell as illustrated in FIG. 1 attached in the appendix, the following essential constituent elements:
-un collecteur de courant 3 associé à l'électrode positive pouvant se présenter sous forme d'un feuillard métallique, par exemple, un feuillard en aluminium ;a current collector 3 associated with the positive electrode which may be in the form of a metal strip, for example, an aluminum strip;
-une électrode positive 5 comprenant, comme matériau actif, un matériau d'insertion du lithium, tel que qu'un matériau de formule LiM1PO4, dans laquelle M1 est un élément de transition (en particulier, LiFePO4), un matériau du type oxyde d'au moins un métal de transition de formule LiMeO2 avec Me étant un élément choisi parmi Ni, Co, Mn et les mélanges de ceux-ci (en particulier, LiCoO2, LiNio,33Mn0,33Co0,3302) ;a positive electrode 5 comprising, as active material, a lithium insertion material, such as a material of formula LiM 1 PO4, in which M 1 is a transition element (in particular, LiFePO4), a material of oxide type of at least one transition metal of formula LiMeO 2 with Me being an element chosen from Ni, Co, Mn and mixtures thereof (in particular, LiCoO 2 , LiNio, 33Mn 0 , 33Co 0 , 330 2 );
-l'électrolyte 7 consistant classiquement en un électrolyte liquide qui imbibe un séparateur poreux, cet électrolyte devant permettre le déplacement des ions lithium de l'électrode positive vers l'électrode négative en processus de charge et de l'électrode négative vers l'électrode positive en processus de décharge, cet électrolyte liquide consistant en un solvant ou mélange de solvants organiques (par exemple, des solvants carbonates) et en au moins un sel de lithium (tel que LiPF6), le mélange résultant devant être, autant que faire se peut, exempt d'eau et d'oxygène ;the electrolyte 7 conventionally consisting of a liquid electrolyte which soaks a porous separator, this electrolyte having to allow the displacement of the lithium ions from the positive electrode to the negative electrode in the process of charging and from the negative electrode to the electrode positive in the discharge process, this liquid electrolyte consisting of a solvent or mixture of organic solvents (for example, carbonate solvents) and at least one lithium salt (such as LiPF 6 ), the resulting mixture having to be, as far as possible may be, free of water and oxygen;
-une électrode négative 9 comprenant, comme matériau actif, un matériau carboné (tel que du graphite), du silicium ou, dans le cas des électrodes de puissance, un matériau du type titanate de lithium (tel Li4Ti50i2) ;a negative electrode 9 comprising, as active material, a carbonaceous material (such as graphite), silicon or, in the case of power electrodes, a material of the lithium titanate type (such as Li 4 Ti50i 2 );
-un collecteur de courant 11 associé à l'électrode négative pouvant se présenter sous forme d'un feuillard métallique, par exemple, un feuillard en cuivre, lorsque le matériau actif de l'électrode négative est un matériau carboné ou un feuillard en aluminium, lorsque le matériau actif de l'électrode négative est un matériau du type titanate de lithium, l'électrode positive, l'électrolyte et l'électrode négative constituant le « cœur électrochimique » de la cellule.a current collector 11 associated with the negative electrode which may be in the form of a metal strip, for example, a copper strip, when the active material of the negative electrode is a carbonaceous material or an aluminum strip, when the active material of the negative electrode is a material of the lithium titanate type, the positive electrode, the electrolyte and the negative electrode constituting the “electrochemical core” of the cell.
Il s'entend qu'une batterie peut ne comprendre qu'une seule cellule électrochimique telle que représentée, par exemple, sur la figure 1 ou peuvent comprendre plusieurs cellules électrochimiques généralement connectées en série et formant un empilement de cellules électrochimiques, par exemple, en vis-à-vis tel que l'empilement à plat ou l'empilement bobiné.It is understood that a battery may comprise only a single electrochemical cell as shown, for example, in FIG. 1 or may comprise several electrochemical cells generally connected in series and forming a stack of electrochemical cells, for example, in opposite such as the flat stack or the wound stack.
La cellule ou les cellules constitutives d'une batterie lithium-ion sont confinées dans un emballage qui peut prendre différentes formes selon les applications souhaitées :The cell or cells making up a lithium-ion battery are contained in a package which can take different forms depending on the desired applications:
-un emballage rigide, par exemple, un boîtier renfermant la batterie au lithium ;-a rigid packaging, for example, a box containing the lithium battery;
-un emballage souple, par exemple, sous forme d'une pochette renfermant la batterie au lithium.-a flexible package, for example, in the form of a pouch containing the lithium battery.
Ce dernier type d'emballage est particulièrement apprécié, lorsqu'il s'agit de concevoir des batteries fines et souples et se présente plus spécifiquement sous la forme d'un matériau composite flexible comprenant un empilement de couches en aluminium recouvertes par une couche polymère (par exemple, du polyéthylène, du polypropylène, un polyamide) via une couche adhésive en polyester-polyuréthane.This latter type of packaging is particularly appreciated when it comes to designing thin and flexible batteries and is more specifically in the form of a flexible composite material comprising a stack of aluminum layers covered by a polymer layer ( for example, polyethylene, polypropylene, polyamide) via an adhesive layer of polyester-polyurethane.
La réalisation de ces batteries avec ce type d'emballage comprend classiquement les opérations suivantes :The production of these batteries with this type of packaging conventionally comprises the following operations:
-une opération de mise en place d'une cellule de base (à savoir une électrode positive et une électrode négative associées chacune à un collecteur de courant disposées de part et d'autre d'un séparateur poreux) dans l'enveloppe constitutive de l'emballage, des pattes pour la reprise de courant sortant de l'enveloppe ;an operation of placing a basic cell (namely a positive electrode and a negative electrode each associated with a current collector disposed on either side of a porous separator) in the envelope constituting the 'packaging, tabs for the recovery of current out of the envelope;
-une opération d'introduction de l'électrolyte liquide dans l'enveloppe, la cellule de base baignant ainsi dans l'électrolyte et ce dernier imprégnant la porosité du séparateur poreux ;an operation for introducing the liquid electrolyte into the envelope, the base cell thus bathing in the electrolyte and the latter permeating the porosity of the porous separator;
-une opération de scellement, par thermo-scellement, de l'enveloppe pour assurer l'étanchéité de la batterie et éviter ainsi la fuite d'électrolyte liquide à l'extérieur de celle-ci.-a sealing operation, by heat-sealing, of the envelope to seal the battery and thus avoid the leakage of liquid electrolyte outside thereof.
Pour pallier les inconvénients liés à un électrolyte liquide et en vue notamment de simplifier la conception des batteries en se passant de l'utilisation d'un séparateur poreux, il peut être envisagé l'utilisation d'électrolytes solides et, en particulier d'électrolytes gélifiés.To overcome the drawbacks associated with a liquid electrolyte and with a view in particular to simplifying the design of the batteries by dispensing with the use of a porous separator, the use of solid electrolytes and, in particular electrolytes, can be envisaged gelled.
Les électrolytes gélifiés, comme leur nom l'indique, se présentent sous forme d'un gel, c'est-à-dire un réseau tridimensionnel solide dilué dans un milieu liquide et composé, en masse et volume, majoritairement de liquide, lequel milieu liquide est, dans le contexte des électrolytes, le ou les solvants organiques de l'électrolyte, qui comprend, par ailleurs, au moins un sel de lithium, l'aspect solide étant conféré par un ou plusieurs polymères. Il est entendu que ce ou ces polymères sont aptes à se gélifier et gonfler au contact du ou des solvants organiques constitutifs de l'électrolyte pour former l'électrolyte ainsi gélifié (d'où la dénomination parfois utilisée d'électrolyte polymère gélifié). Les électrolytes gélifiés ne s'écoulent pas et ne suscitent pas de risques de fuite comme cela est le cas des électrolytes liquides piégés simplement dans la porosité d'un séparateur poreux. De plus, les électrolytes gélifiés sont autosupportés et ne nécessitent donc pas l'adjonction d'un séparateur poreux.The gelled electrolytes, as their name suggests, are in the form of a gel, that is to say a solid three-dimensional network diluted in a liquid medium and composed, by mass and volume, mainly of liquid, which medium liquid is, in the context of electrolytes, the organic solvent (s) of the electrolyte, which also comprises at least one lithium salt, the solid appearance being imparted by one or more polymers. It is understood that this or these polymers are capable of gelling and swelling in contact with the organic solvent or solvents constituting the electrolyte to form the electrolyte thus gelled (hence the name sometimes used of gelled polymer electrolyte). The gelled electrolytes do not flow and do not give rise to any risk of leakage, as is the case with liquid electrolytes simply trapped in the porosity of a porous separator. In addition, the gelled electrolytes are self-supporting and therefore do not require the addition of a porous separator.
Comme précisé ci-dessus, les électrolytes gélifiés supposent la présence d'au moins un polymère gélifiable et d'au moins un solvant organique apte à gélifier le ou lesdits polymères.As specified above, the gelled electrolytes assume the presence of at least one gelling polymer and at least one organic solvent capable of gelling the said polymer (s).
A ce sujet, des solvants spécifiques de la famille des dinitriles présentant des propriétés particulièrement avantageuses (en termes de point de fusion, de plage de températures utilisables) sont décrits pour leur capacité à gélifier des polymères et à constituer ainsi des électrolytes gélifiés pour batteries au lithium dans FR 3 040 550. Plus spécifiquement, il est décrit la préparation d'une encre d'électrolyte par mélange d'un solvant dinitrile avec des polymères appropriés suivie d'une gélification sur substrat et ensuite d'un découpage du gel obtenu pour l'intégrer dans un assemblage de pile.In this regard, specific solvents from the dinitrile family having particularly advantageous properties (in terms of melting point, usable temperature range) are described for their capacity to gel polymers and thus to form gel electrolytes for batteries in lithium in FR 3 040 550. More specifically, the preparation of an electrolyte ink is described by mixing a dinitrile solvent with suitable polymers followed by gelling on the substrate and then cutting the gel obtained for integrate it into a battery assembly.
Au regard de qui existe, tout en conservant l'utilisation des solvants de la famille des dinitriles pour leurs propriétés avantageuses, les auteurs de la présente invention se sont fixé pour objectif de proposer un procédé de préparation d'une cellule électrochimique pour batterie au lithium à électrolyte gélifié présentant, entre autres, les avantages suivants :In view of that which exists, while retaining the use of solvents of the dinitrile family for their advantageous properties, the authors of the present invention have set themselves the objective of proposing a process for the preparation of an electrochemical cell for lithium battery. with gelled electrolyte having, among others, the following advantages:
-une mise en œuvre plus simple que les procédés classiques de fabrication pour ce type de cellules ;-a simpler implementation than conventional manufacturing processes for this type of cells;
-un procédé transposable à tous types d'architectures, que ce soient des architectures planaires ou des architectures plus complexes, telles que l'architecture filaire.-a process transposable to all types of architecture, whether planar architectures or more complex architectures, such as wireframe architecture.
EXPOSÉ DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION
Ainsi, l'invention a trait à un procédé de préparation d'une cellule électrochimique pour batterie au lithium comprenant une électrode positive et une électrode négative disposées de part et d'autre d'un électrolyte gélifié comprenant les étapes suivantes :Thus, the invention relates to a process for preparing an electrochemical cell for a lithium battery comprising a positive electrode and a negative electrode arranged on either side of a gelled electrolyte comprising the following steps:
a) une étape de réalisation d'une cellule comprenant l'électrode positive, l'électrode négative disposées de part et d'autre d'une membrane comprenant au moins un polymère apte à gélifier au contact d'un solvant dinitrile ;a) a step of producing a cell comprising the positive electrode, the negative electrode arranged on either side of a membrane comprising at least one polymer capable of gelling in contact with a dinitrile solvent;
b) une étape de mise en contact dudit assemblage avec une composition comprenant au moins un solvant dinitrile et au moins un sel de lithium, moyennant quoi la membrane se gélifie formant ainsi l'électrolyte gélifié.b) a step of bringing said assembly into contact with a composition comprising at least one dinitrile solvent and at least one lithium salt, whereby the membrane gels thus forming the gelled electrolyte.
Aussi, dans le procédé de l'invention, la formation de l'électrolyte gélifié intervient une fois l'assemblage de la cellule effectué au, à tout le moins, du précurseur de la cellule électrochimique, puisque entre l'électrode positive et l'électrode négative est placée initialement, non pas un électrolyte, mais une membrane comprenant au moins un polymère apte à gélifier au contact d'un solvant dinitrile, laquelle membrane devient l'électrolyte gélifié après mise en contact avec un solvant dinitrile. Cette membrane peut être ainsi qualifiée de membrane « post-gélifiable ».Also, in the process of the invention, the formation of the gelled electrolyte occurs once the assembly of the cell has been carried out, at the very least, with the precursor of the electrochemical cell, since between the positive electrode and the negative electrode is initially placed, not an electrolyte, but a membrane comprising at least one polymer capable of gelling on contact with a dinitrile solvent, which membrane becomes the gelled electrolyte after being brought into contact with a dinitrile solvent. This membrane can thus be described as a “post-gellable” membrane.
Du fait que la formation de l'électrolyte gélifié intervienne après assemblage d'une cellule directement précurseur de la cellule électrochimique, le procédé permet, outre le fait d'une mise en œuvre simple et rapide :Because the formation of the gelled electrolyte occurs after assembly of a cell directly precursor of the electrochemical cell, the method allows, in addition to the fact of a simple and rapid implementation:
-de prévenir les risques de fuite, du fait que la membrane absorbe par gélification la composition liquide, ce qui n'est pas le cas avec des cellules électrochimiques à électrolyte liquide, notamment celle à enveloppe souple, où les différents éléments électrochimiques baignent dans l'électrode liquide suite au remplissage de l'enveloppe ;to prevent the risks of leakage, because the membrane absorbs by gelling the liquid composition, which is not the case with electrochemical cells with liquid electrolyte, in particular that with flexible envelope, where the various electrochemical elements bathe in the 'liquid electrode after filling the envelope;
-d'être très flexible en terme de géométrie de cellule, du fait que l'électrode gélifié adopte directement la géométrie de la membrane par simple gélification de celle-ci, cette variété de géométrie accessible permettant d'envisager l'utilisation des cellules obtenues par le procédé dans des domaines d'application, tels que le domaine médical, le domaine des textiles intelligents.-to be very flexible in terms of cell geometry, because the gelled electrode directly adopts the geometry of the membrane by simple gelling thereof, this variety of accessible geometry making it possible to envisage the use of the cells obtained by the method in fields of application, such as the medical field, the field of intelligent textiles.
Enfin, le fait d'utiliser un solvant dinitrile dans la composition permet d'éviter l'emploi de solvants CMR (CMR signifiant cancérigène, mutagène et reprotoxique), comme la N-méthylpyrrolidone (NMP).Finally, the fact of using a dinitrile solvent in the composition makes it possible to avoid the use of CMR solvents (CMR meaning carcinogenic, mutagenic and reprotoxic), such as N-methylpyrrolidone (NMP).
Le procédé de l'invention comprend, en premier lieu, une étape de réalisation d'une cellule comprenant l'électrode positive et l'électrode négative disposées de part et d'autre d'une membrane comprenant au moins un polymère apte à gélifier au contact d'un solvant dinitrile.The method of the invention comprises, firstly, a step of producing a cell comprising the positive electrode and the negative electrode arranged on either side of a membrane comprising at least one polymer capable of gelling at contact with a dinitrile solvent.
L'électrode positive et l'électrode négative sont, également, classiquement associées à un collecteur de courant, par exemple, un feuillard métallique. Que ce soient pour l'électrode positive et l'électrode négative, elles peuvent se présenter sous forme d'un matériau composite comprenant une matrice polymérique (ou un liant polymérique) dans laquelle sont dispersées au moins un matériau actif d'insertion du lithium et éventuellement au moins un matériau conducteur électronique, notamment lorsque la cellule est une cellule destinée à une batterie lithium-ion.The positive electrode and the negative electrode are also conventionally associated with a current collector, for example, a metal strip. Whether for the positive electrode and the negative electrode, they can be in the form of a composite material comprising a polymer matrix (or a polymeric binder) in which are dispersed at least one active lithium insertion material and optionally at least one electronic conductive material, in particular when the cell is a cell intended for a lithium-ion battery.
Pour l'électrode positive, le matériau actif peut être un matériau à insertion de lithium, dont la tension de décharge est supérieure à 4,5V exprimée par rapport au couple Li+/Li. Un matériau répondant à cette spécificité peut être un matériau du type matériau lithié à structure spinelle, ce matériau étant connu sous l'appellation de « spinelle 5V ». Ainsi, l'électrode positive peut comprendre, comme matériau actif, au moins un oxyde lithié comprenant du manganèse de structure spinelle de formule (I) suivante :For the positive electrode, the active material can be a lithium insertion material, the discharge voltage of which is greater than 4.5V expressed with respect to the Li + / Li couple. A material meeting this specificity may be a material of the lithiated material type with a spinel structure, this material being known by the name of "5V spinel". Thus, the positive electrode can comprise, as active material, at least one lithiated oxide comprising manganese with a spinel structure of formula (I) below:
LiNii-xIVIni+xCU (l) dans laquelle 0<x<l.LiNii-xIVIni + xCU (l) in which 0 <x <l.
En particulier, un oxyde lithié conforme à cette définition et particulièrement avantageux est l'oxyde de formule LiNioyMni^O^ qui présente la particularité de présenter un potentiel d'insertion/désinsertion du lithium de l'ordre de 4,7V (ce potentiel étant exprimé par rapport au couple de référence Li+/Li).In particular, a lithiated oxide conforming to this definition and particularly advantageous is the oxide of formula LiNioyMni ^ O ^ which has the particularity of having a potential for insertion / disinsertion of lithium of the order of 4.7V (this potential being expressed in relation to the reference couple Li + / Li).
En variante des oxydes lithiés susmentionnés de formule (I) susmentionnée, l'électrode positive peut comprendre, comme matériau actif, un oxyde lithié de l'une des formules (II) ou (III) suivantes :As a variant of the abovementioned lithiated oxides of the abovementioned formula (I), the positive electrode may comprise, as active material, a lithiated oxide of one of the following formulas (II) or (III):
LiNixIVInyCozO2 Lii+x(Nii/3Mni/3Coi/3)i_xO2 (II) (III) dans lesquelles 0<x,y,z<l et x+y+z=l.LiNi x IVInyCo z O2 Lii + x (Nii / 3Mni / 3Coi / 3) i_ x O2 (II) (III) in which 0 <x, y, z <l and x + y + z = l.
Comme autres matériaux actifs, l'électrode positive peut comprendre également :Like other active materials, the positive electrode can also include:
-un matériau de formule LiM1PO4, dans laquelle M1 est un élément de transition, des matériaux de ce type pouvant être LiFePO4, LiCoPO4 ou LiNiPO4 ;a material of formula LiM 1 PO4, in which M 1 is a transition element, materials of this type possibly being LiFePO4, LiCoPO 4 or LiNiPO 4 ;
-un matériau de formule LiMeO2 avec Me étant un élément choisi parmi Ni, Co, Mn ;a material of formula LiMeO 2 with Me being an element chosen from Ni, Co, Mn;
-un matériau de formule LiM 2O4 avec M' étant un élément choisi parmia material of formula LiM 2 O 4 with M 'being an element chosen from
Mn, Co et Ni ;Mn, Co and Ni;
-un matériau de formule LiNii.xCoxO2 avec 0<x<l.-a material of formula LiNii. x Co x O 2 with 0 <x <l.
Pour l'électrode négative, le matériau actif peut être du carbone, par exemple, sous l'une de ses formes allotropiques, telles que le graphite, du lithium ou un alliage de lithium, un oxyde mixte de lithium, tel que Li4Ti50i2 ou LiTiO2.For the negative electrode, the active material can be carbon, for example, in one of its allotropic forms, such as graphite, lithium or a lithium alloy, a mixed lithium oxide, such as Li 4 Ti50i 2 or LiTiO 2 .
Enfin, que ce soient pour l'électrode négative ou l'électrode positive, le matériau conducteur électronique, lorsqu'il est présent, peut-être, de préférence, un matériau carboné, à savoir un matériau comprenant du carbone à l'état élémentaire.Finally, whether for the negative electrode or the positive electrode, the electronic conductive material, when it is present, may preferably be a carbonaceous material, namely a material comprising carbon in the elementary state. .
On peut citer comme matériau carboné, du noir de carbone.As carbon material, mention may be made of carbon black.
Le liant polymérique peut être, quant à lui, choisi parmi :The polymeric binder can be chosen from:
*les (co)polymères fluorés éventuellement conducteurs de protons, tels que :* fluorinated (co) polymers possibly conducting protons, such as:
-les polymères fluorés, tels qu'un polytétrafluoroéthylène (connu sous l'abréviation PTFE), un polyfluorure de vinylidène (connu sous l'abréviation PVDF) ;-fluoropolymers, such as a polytetrafluoroethylene (known under the abbreviation PTFE), a polyvinylidene fluoride (known under the abbreviation PVDF);
-les copolymères fluorés, tels qu'un poly(fluorure de vinylidène-cohexafluoropropène) (connu sous l'abréviation PVDF-HFP) ;-fluorinated copolymers, such as poly (vinylidene fluoride-cohexafluoropropene) (known by the abbreviation PVDF-HFP);
-les polymères fluorés conducteurs de protons, tels que le Nafion® ;- fluorinated polymers which conduct protons, such as Nafion®;
*les polymères élastomères, tels qu'un copolymère styrène-butadiène (connu sous l'abréviation SBR), un copolymère éthylène-propylène-monomère diénique (connu sous l'abréviation EPDM) ;* elastomeric polymers, such as a styrene-butadiene copolymer (known under the abbreviation SBR), an ethylene-propylene-diene monomer copolymer (known under the abbreviation EPDM);
*les polymères de la famille des alcools polyvinyliques ; et *les mélanges de ceux-ci.* polymers from the family of polyvinyl alcohols; and * mixtures thereof.
Les deux électrodes peuvent être préparées préalablement par dépôt sur un collecteur de courant d'une encre comprenant les ingrédients du matériau composite (à savoir, matériau actif, liant(s) polymérique(s) et éventuellement matériau conducteur électronique) en dispersion dans un solvant organique suivi d'une élimination par séchage du solvant organique.The two electrodes can be prepared beforehand by depositing on an current collector an ink comprising the ingredients of the composite material (namely, active material, polymeric binder (s) and possibly electronic conductive material) in dispersion in a solvent organic followed by removal by drying of the organic solvent.
La membrane peut être également préparée préalablement, par exemple, par mise en solution d'au moins un polymère apte à gélifier au contact d'un solvant dinitrile suivie d'un dépôt de ladite solution résultante sur un substrat suivie enfin d'un séchage et d'une découpe de la membrane au format souhaité avant de la disposer entre l'électrode négative et l'électrode positive pour constituer la cellule.The membrane can also be prepared beforehand, for example, by dissolving at least one polymer capable of gelling in contact with a dinitrile solvent followed by deposition of said resulting solution on a substrate followed finally by drying and cutting the membrane in the desired format before placing it between the negative electrode and the positive electrode to form the cell.
L'étape de réalisation d'une cellule peut être effectuée également par extrusion, et plus spécifiquement, par exemple, par la séquence d'opérations suivantes :The step of producing a cell can also be carried out by extrusion, and more specifically, for example, by the following sequence of operations:
-une opération de réalisation d'une électrode (positive ou négative) par extrusion ;an operation for producing an electrode (positive or negative) by extrusion;
-une opération de réalisation de la membrane par extrusion, cette membrane ainsi extrudée étant colaminée sur l'électrode précédemment réalisée ;an operation for producing the membrane by extrusion, this membrane thus extruded being collaminated on the electrode previously produced;
-une opération de réalisation de l'électrode de polarité opposée par extrusion, cette électrode étant ensuite colaminée sur la membrane précédemment réalisée, moyennant quoi il résulte la cellule de batterie au lithium.an operation for producing the electrode of opposite polarity by extrusion, this electrode then being colaminated on the membrane previously produced, whereby the lithium battery cell results.
En variante, si la cellule souhaitée ne présente pas une architecture planaire mais une architecture sous forme de fil ou de câble, la réalisation de la cellule par extrusion peut être réalisée par extrusion concentrique des différents éléments de la cellule (à savoir, les deux électrodes disposées de part et d'autre de la membrane). Pour ce faire, il pourra être nécessaire d'adapter la tête d'extrusion au niveau de l'extrudeuse. Ce mode de réalisation peut être également qualifié de « co-extrusion ».As a variant, if the desired cell does not have a planar architecture but an architecture in the form of wire or cable, the production of the cell by extrusion can be carried out by concentric extrusion of the various elements of the cell (i.e., the two electrodes arranged on either side of the membrane). To do this, it may be necessary to adapt the extrusion head to the level of the extruder. This embodiment can also be qualified as “co-extrusion”.
Une fois la cellule réalisée et avant mise en œuvre de l'étape b), la cellule peut être placée dans une enveloppe, par exemple, une enveloppe souple se présentant sous la forme d'un matériau composite flexible comprenant un empilement de couches, par exemple, en aluminium recouvertes par une couche polymère (par exemple, du polyéthylène, du polypropylène, un polyamide) via une couche adhésive en polyester-polyuréthane, l'étape b) étant ainsi mise en œuvre par injection de la composition directement dans l'enveloppe contenant la cellule.Once the cell has been made and before implementation of step b), the cell can be placed in an envelope, for example, a flexible envelope in the form of a flexible composite material comprising a stack of layers, example, in aluminum covered by a polymer layer (for example, polyethylene, polypropylene, a polyamide) via an adhesive layer of polyester-polyurethane, step b) being thus implemented by injecting the composition directly into the envelope containing the cell.
Il est à noter que si la cellule est destinée à une batterie lithium métal, l'électrode négative ne consistera pas en un matériau composite tel que défini ci-dessus mais plutôt en une feuille de lithium métallique ou d'alliage de lithium.It should be noted that if the cell is intended for a lithium metal battery, the negative electrode will not consist of a composite material as defined above but rather of a sheet of metallic lithium or of lithium alloy.
Comme mentionné ci-dessus, la membrane disposée entre l'électrode négative et l'électrode positive comprend au moins un polymère apte à gélifier au contact d'un solvant dinitrile, lequel polymère peut être notamment choisi parmi :As mentioned above, the membrane disposed between the negative electrode and the positive electrode comprises at least one polymer capable of gelling in contact with a dinitrile solvent, which polymer can in particular be chosen from:
-les (co)polymères poly(méth)acrylates, tels que les polyméthacrylates de méthyle (également dénommés PMMA), les polyméthacrylates de n-butyle (également dénommés PBMA), les polyméthacrylates d'isobutyle, les poly(méthacrylate de n-butyle-co-méthacrylate d'isobutyle) (également dénommés P(BMA-co-isoBMA)), les poly(méthacrylate de n-butyle-co-méthacrylate de méthyle) (également dénommés P(BMA-co-MMA)) ;poly (meth) acrylate (co) polymers, such as polymethyl methacrylates (also called PMMA), n-butyl polymethacrylates (also called PBMA), isobutyl polymethacrylates, poly (n-butyl methacrylate -isobutyl co-methacrylate) (also known as P (BMA-co-isoBMA)), poly (n-butyl methacrylate-methyl co-methacrylate) (also known as P (BMA-co-MMA));
-les (co)polymères perfluorés, tels que les polyfluorures de vinylidène (également dénommés PVDF) et les poly(fluorure de vinylidène-co-hexafluoropropylène) (également dénommés PVDF-HFP) ;-perfluorinated (co) polymers, such as polyvinylidene fluorides (also known as PVDF) and poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (also known as PVDF-HFP);
-les polyacrylonitriles (également dénommés PAN) et des copolymères à base d'acrylonitrile, tels que les poly(styrène-co-acrylonitrile) (également dénommés PSa);polyacrylonitriles (also known as PAN) and copolymers based on acrylonitrile, such as poly (styrene-co-acrylonitrile) (also known as PSa);
-les polyoxydes d'éthylène (également dénommés POE) ;polyethylene oxides (also known as POE);
-les polyvinylpyrrolidones (également dénommés PVP) ;-polyvinylpyrrolidones (also known as PVP);
-les polymères acryliques, tels que les poly(acide acrylique) (également dénommés PAAc) ; et- acrylic polymers, such as poly (acrylic acid) (also called PAAc); and
-les mélanges de ceux-ci.-the mixtures of these.
Outre la présence d'un ou plusieurs polymères gélifiables, la membrane peut également comprendre un ou plusieurs autres polymères, qui peuvent contribuer à la tenue mécanique de l'électrolyte gélifié, tel que cela peut être le cas d'un polymère élastomère.In addition to the presence of one or more gelling polymers, the membrane can also comprise one or more other polymers, which can contribute to the mechanical strength of the gelled electrolyte, as may be the case for an elastomeric polymer.
Plus spécifiquement, la membrane peut comprendre un mélange de plusieurs polymères aptes à gélifier au contact d'un solvant dinitrile et, encore plus spécifiquement, un mélange de deux polymères aptes à gélifier au contact d'un solvant dinitrile, un exemple de mélange particulièrement avantageux étant un mélange d'un poly(oxyde d'éthylène) et d'un polymère perfluoré, tel qu'un poly(fluorure de vinylidène). Encore plus spécifiquement, un mélange de polymères particulièrement approprié pour constituer la membrane est un mélange d'un poly(oxyde d'éthylène) et d'un poly(fluorure de vinylidène) en proportions identiques (soit 50 :50). Le poly(oxyde d'éthylène) est apte à former un gel par sa capacité de gonfler de l'ordre de 200% en présence de la composition électrolytique, le poly(fluorure de vinylidène) participant également à la formation d'un gel tout en apportant une tenue mécanique à l'électrolyte gélifié.More specifically, the membrane may comprise a mixture of several polymers capable of gelling on contact with a dinitrile solvent and, even more specifically, a mixture of two polymers capable of gelling on contact with a dinitrile solvent, an example of a particularly advantageous mixture. being a mixture of a poly (ethylene oxide) and a perfluorinated polymer, such as a poly (vinylidene fluoride). Even more specifically, a mixture of polymers which is particularly suitable for constituting the membrane is a mixture of a poly (ethylene oxide) and a poly (vinylidene fluoride) in identical proportions (ie 50: 50). Poly (ethylene oxide) is capable of forming a gel by its capacity to swell on the order of 200% in the presence of the electrolytic composition, poly (vinylidene fluoride) also participating in the formation of a gel while by providing mechanical strength to the gelled electrolyte.
D'autres mélanges de polymères peuvent être envisagés pour constituer la membrane, tels qu'un mélange d'un poly(oxyde d'éthylène) et d'un poly(acide acrylique), un mélange d'une poly(vinylpyrrolidone) et d'un polymère élastomère.Other mixtures of polymers can be envisaged to constitute the membrane, such as a mixture of a poly (ethylene oxide) and a poly (acrylic acid), a mixture of a poly (vinylpyrrolidone) and d 'an elastomeric polymer.
Une telle membrane peut être obtenue par les opérations suivantes :Such a membrane can be obtained by the following operations:
-une opération de mise en solution des deux polymères précités dans un solvant polaire aprotique, tel que du diméthylformamide (DMF) ;an operation for dissolving the two aforementioned polymers in a polar aprotic solvent, such as dimethylformamide (DMF);
-une opération de dépôt de la solution obtenue sur un substrat, par exemple, en polytétrafluoroéthylène, dont la surface peut être traitée par traitement corona afin d'augmenter son énergie de surface et permettre une mouillabilité complète par la solution ;an operation for depositing the solution obtained on a substrate, for example, made of polytetrafluoroethylene, the surface of which can be treated by corona treatment in order to increase its surface energy and allow complete wettability by the solution;
-une opération de séchage du dépôt ainsi effectué pour éliminer le solvant, cette opération de séchage pouvant être mise en œuvre dans une étuve, par exemple, à 60°C pendant 24 heures ;a drying operation of the deposit thus carried out to remove the solvent, this drying operation being able to be implemented in an oven, for example, at 60 ° C. for 24 hours;
-une opération de décollement du substrat du matériau ainsi séché ;an operation for detaching the substrate from the material thus dried;
-une opération de découpe du matériau en une membrane au format souhaité avant assemblage de cette dernière dans la cellule.an operation for cutting the material into a membrane in the desired format before assembling the latter in the cell.
Le procédé de l'invention comprend, après l'étape de réalisation de la cellule, une étape de mise en contact dudit assemblage avec une composition comprenant au moins un solvant dinitrile et au moins un sel de lithium, moyennant quoi la membrane se gélifie formant ainsi l'électrolyte gélifié.The method of the invention comprises, after the step of producing the cell, a step of bringing said assembly into contact with a composition comprising at least one dinitrile solvent and at least one lithium salt, whereby the membrane gels forming thus the gelled electrolyte.
Le solvant dinitrile répond, avantageusement, à la formule (IV) suivante :The dinitrile solvent advantageously corresponds to the following formula (IV):
ΝΞο--R1-ΟΞν (IV) dans laquelle R1 est un groupe alkylène et, plus spécifiquement, un groupe alkylène comprenant 1 ou 2 atomes de carbone, soit un groupe méthylène -CH2ou un groupe éthylène -CH2-CH2-,ΝΞο - R 1 -ΟΞν (IV) in which R 1 is an alkylene group and, more specifically, an alkylene group comprising 1 or 2 carbon atoms, either a methylene group -CH 2 or an ethylene group -CH 2 -CH 2 -,
A titre d'exemple, un solvant dinitrile particulièrement avantageux est le succinodinitrile de formule (V) suivante :By way of example, a particularly advantageous dinitrile solvent is succinodinitrile of formula (V) below:
(V)(V)
Ce solvant a pour particularité d'être un composé organique cristallin hyperplastique ininflammable, non toxique et non volatile aux températures d'utilisation de la cellule, sachant que son point d'ébullition est de l'ordre de 266°C et son point de fusion est de l'ordre de 57°C, ce qui permet d'améliorer la sécurité de la cellule. Du fait de sa forte polarité, il permet également de solubiliser des sels de lithium et d'obtenir un gel, dès lors qu'il est mis en contact avec un polymère gélifiable, par exemple, un polymère gélifiable tel que ceux explicitement mentionnés ci-dessus. Qui plus est, il présente une stabilité électrochimique sur une large fenêtre de potentiels. Il est ainsi possible de travailler en cohabitation avec des électrodes comprenant des matériaux actifs d'électrodes aptes à délivrer une tension nominale élevée, telle qu'une tension de l'ordre de 5 V. Qui plus est, il permet l'obtention d'électrolyte gélifié, qui présente une sensibilité à l'humidité moindre par rapport à des électrolytes liquides conventionnels.The special feature of this solvent is that it is a non-flammable, non-toxic and non-volatile hyperplastic crystalline organic compound at cell operating temperatures, given that its boiling point is around 266 ° C and its melting point is about 57 ° C, which improves the safety of the cell. Because of its strong polarity, it also makes it possible to dissolve lithium salts and to obtain a gel, as soon as it is brought into contact with a gelable polymer, for example, a gelable polymer such as those explicitly mentioned above. above. What is more, it exhibits electrochemical stability over a large window of potentials. It is thus possible to work in coexistence with electrodes comprising active electrode materials capable of delivering a high nominal voltage, such as a voltage of the order of 5 V. What is more, it makes it possible to obtain gelled electrolyte, which has a lower sensitivity to humidity compared to conventional liquid electrolytes.
Le ou le sels de lithium aptes à être utilisés avec un solvant dinitrile, tel que le succinodinitrile, peuvent être choisis parmi le b/s-trifluorométhanesulfonylimidure de lithium (dénommé également LiTFSI), le b/s(oxalato)borate de lithium (dénommé également LiBOB), LiPF6, LiCIO4, LiBF4, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)3, LiN(C2F5SO2) et les mélanges de ceux-ci.The lithium salt or salts suitable for use with a dinitrile solvent, such as succinodinitrile, can be chosen from lithium b / s-trifluoromethanesulfonylimide (also called LiTFSI), lithium b / s (oxalato) borate (called also LiBOB), LiPF 6 , LiCIO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) and mixtures thereof.
Avantageusement, le sel de lithium utilisé consiste en du LiTFSI, le LiTFSI ayant pour particularités de ne pas se dégrader en présence d'eau et de présenter une grande stabilité thermique et chimique. Ce sel de lithium peut être utilisé avantageusement en mélange avec du LiBOB, notamment dans des cellules pour batterie lithium métal, car le LiBOB est apte à créer une couche de passivation à l'interface lithium métal/membrane et ainsi éviter les réactions de dégradation de l'électrode négative.Advantageously, the lithium salt used consists of LiTFSI, LiTFSI having the peculiarities of not degrading in the presence of water and of exhibiting great thermal and chemical stability. This lithium salt can advantageously be used in admixture with LiBOB, in particular in cells for lithium metal batteries, since LiBOB is capable of creating a passivation layer at the lithium metal / membrane interface and thus avoiding degradation reactions of the negative electrode.
Ainsi, une composition avantageuse utilisable pour la mise en œuvre de l'étape b) est une composition comprenant, comme solvant dinitrile, du succinodinitrile et comme sel de lithium, un mélange de LiTSI et du LiBOB.Thus, an advantageous composition which can be used for the implementation of step b) is a composition comprising, as the dinitrile solvent, succinodinitrile and as the lithium salt, a mixture of LiTSI and LiBOB.
Lorsque l'étape a) de réalisation de la cellule est réalisée par extrusion, l'étape b) peut être mise en œuvre par injection dans l'extrudeuse via un injecteur situé sur l'une des zones de chauffe en aval de la zone d'introduction des matériaux constitutifs des éléments de la cellule.When step a) of making the cell is carried out by extrusion, step b) can be implemented by injection into the extruder via an injector located on one of the heating zones downstream of zone d introduction of the constituent materials of the cell elements.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront du complément de description qui suit et qui se rapporte à des modes de réalisation particuliers.Other characteristics and advantages of the invention will appear from the additional description which follows and which relates to particular embodiments.
Bien entendu, ce complément de description n'est donné qu'à titre d'illustration de l'invention et n'en constitue en aucun cas une limitation.Of course, this additional description is given only by way of illustration of the invention and in no way constitutes a limitation.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La figure 1, déjà décrite, représente une vue éclatée d'une cellule de batterie au lithium à architecture planaire.Figure 1, already described, shows an exploded view of a lithium battery cell with planar architecture.
La figure 2 est un graphique illustrant l'évolution de la contrainte C (en N) en fonction de la déformation D (en mm) de l'électrolyte gélifié obtenu conformément au procédé de l'exemple ci-dessous.FIG. 2 is a graph illustrating the evolution of the stress C (in N) as a function of the deformation D (in mm) of the gelled electrolyte obtained in accordance with the method of the example below.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ D'UN MODE DE RÉALISATION PARTICULIERDETAILED PRESENTATION OF A PARTICULAR EMBODIMENT
EXEMPLEEXAMPLE
Le présent exemple illustre la préparation d'une cellule électrochimique conformément au procédé de l'invention se présentant sous forme d'une pile bouton comprenant :The present example illustrates the preparation of an electrochemical cell in accordance with the method of the invention in the form of a button cell comprising:
-comme électrode négative, une électrode négative constituée de lithium métallique ; etas a negative electrode, a negative electrode made up of metallic lithium; and
-comme électrode positive, une électrode comprenant, comme matériau actif, du LiFePO4 ;as a positive electrode, an electrode comprising, as active material, LiFePO 4 ;
-un électrolyte gélifié disposé entre ladite électrode positive et l'électrode négative, dont la composition sera explicitée ci-dessous.a gelled electrolyte disposed between said positive electrode and the negative electrode, the composition of which will be explained below.
L'électrode négative est obtenue par découpe, dans un feuillard en lithium métallique, d'un disque de diamètre de 16 mm.The negative electrode is obtained by cutting, from a metallic lithium strip, a disc with a diameter of 16 mm.
L'électrode positive est obtenue par enduction, sur un collecteur de courant consistant en un feuillard en aluminium, d'une encre consistant en une dispersion comprenant du diméthylformamide, du LiFePO4 (80% massique), des nanotubes de carbone (2% massique), du noir de carbone Super P® (3% massique) et un mélange POE/PVDF (50/50) (15% massique), l'extrait sec de cette dispersion étant de 20%. L'électrode comporte la même matrice de gélification (POE/PVDF) que la membrane et sera post-gélifiée simultanément lors de la mise en contact avec l'électrolyte. Une fois déposée, la couche est séchée et l'électrode est découpée sous forme d'un disque de diamètre de 14 mm.The positive electrode is obtained by coating, on a current collector consisting of an aluminum strip, of an ink consisting of a dispersion comprising dimethylformamide, LiFePO 4 (80% by mass), carbon nanotubes (2% by mass ), Super P® carbon black (3% by mass) and a POE / PVDF mixture (50/50) (15% by mass), the dry extract of this dispersion being 20%. The electrode has the same gelation matrix (POE / PVDF) as the membrane and will be post-gelled simultaneously when brought into contact with the electrolyte. Once deposited, the layer is dried and the electrode is cut in the form of a disc with a diameter of 14 mm.
La pile bouton est fabriquée à partir de ces électrodes en empilant :The button cell is made from these electrodes by stacking:
-un disque d'électrode négative ;-a negative electrode disc;
-un disque d'électrode positive ; et-a positive electrode disc; and
-une membrane composée d'un mélange de polymères POE/PVDF (50/50).-a membrane composed of a mixture of POE / PVDF polymers (50/50).
Cette membrane est obtenue préalablement par les opérations suivantes :This membrane is obtained beforehand by the following operations:
-une opération de mise en solution des deux polymères précités, à savoir le POE et le PVDF dans du diméthylformamide ;an operation for dissolving the two aforementioned polymers, namely POE and PVDF in dimethylformamide;
-une opération de dépôt de la solution obtenue sur un substrat en polytétrafluoroéthylène, dont la surface a été traitée par traitement corona afin d'augmenter son énergie de surface et permettre une mouillabilité complète par la solution ;an operation for depositing the solution obtained on a polytetrafluoroethylene substrate, the surface of which has been treated by corona treatment in order to increase its surface energy and allow complete wettability by the solution;
-une opération de séchage du dépôt ainsi effectué pour éliminer le solvant, cette opération de séchage étant mise en œuvre dans une étuve à 60°C pendant 24 heures ;a drying operation of the deposit thus carried out to remove the solvent, this drying operation being carried out in an oven at 60 ° C for 24 hours;
-une opération de décollement du substrat du matériau ainsi séché ;an operation for detaching the substrate from the material thus dried;
-une opération de découpe du matériau en la membrane sous forme d'un disque de 16,5 mm.-an operation of cutting the material into the membrane in the form of a 16.5 mm disc.
Une fois l'assemblage de la cellule effectué, elle est ensuite mise en contact pendant 30 secondes avec une solution électrolytique consistant en du succinodinitrile (20 pL) dans lequel sont dissous du LiTFSI (1 mole par litre de solution électrolytique) et du LiBOB (2% massique par rapport à la masse totale de la solution électrolytique).Once the cell has been assembled, it is then brought into contact for 30 seconds with an electrolytic solution consisting of succinodinitrile (20 pL) in which are dissolved LiTFSI (1 mole per liter of electrolytic solution) and LiBOB ( 2% by mass relative to the total mass of the electrolytic solution).
A l'issue de cette étape de mise en contact, la membrane gélifie pour former ainsi un électrolyte gélifié présentant une épaisseur de 25 à 30 pm.At the end of this contacting step, the membrane gels to thus form a gelled electrolyte having a thickness of 25 to 30 μm.
Cet électrolyte gélifié ainsi obtenu présente les propriétés suivantes :This gelled electrolyte thus obtained has the following properties:
-une conductivité ionique déterminée par spectroscopie d'impédance de 5*10’2 S/cmà 25°C ;-an ionic conductivity determined by impedance spectroscopy of 5 * 10 ' 2 S / cm at 25 ° C;
-un matériau ductile comme illustré par la courbe de contrainte C (en N) en fonction de la déformation D (en mm) (figure 2 jointe en annexe), cette courbe présentant l'allure typique d'un matériau ductile avec deux zones distinctes : une zone élastique a) et une région plastique b) ;-a ductile material as illustrated by the stress curve C (in N) as a function of the deformation D (in mm) (Figure 2 attached), this curve having the typical appearance of a ductile material with two distinct zones : an elastic zone a) and a plastic region b);
-un module d'Young de l'ordre de 226 MPa, ce qui atteste d'un matériau 15 souple.a Young's modulus of the order of 226 MPa, which attests to a flexible material.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1760687A FR3073672B1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | PROCESS FOR PREPARING AN ELECTROCHEMICAL CELL FOR A LITHIUM BATTERY COMPRISING A SPECIFIC GELLED ELECTROLYTE |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1760687 | 2017-11-14 | ||
FR1760687A FR3073672B1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | PROCESS FOR PREPARING AN ELECTROCHEMICAL CELL FOR A LITHIUM BATTERY COMPRISING A SPECIFIC GELLED ELECTROLYTE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3073672A1 true FR3073672A1 (en) | 2019-05-17 |
FR3073672B1 FR3073672B1 (en) | 2019-12-13 |
Family
ID=62017336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1760687A Active FR3073672B1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | PROCESS FOR PREPARING AN ELECTROCHEMICAL CELL FOR A LITHIUM BATTERY COMPRISING A SPECIFIC GELLED ELECTROLYTE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3073672B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050274000A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | The University Of Chicago | Methods for fabricating lithium rechargeable batteries |
FR3040550A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-03 | Commissariat Energie Atomique | GELIFIED LITHIUM ION BATTERY |
-
2017
- 2017-11-14 FR FR1760687A patent/FR3073672B1/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050274000A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | The University Of Chicago | Methods for fabricating lithium rechargeable batteries |
FR3040550A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-03 | Commissariat Energie Atomique | GELIFIED LITHIUM ION BATTERY |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3073672B1 (en) | 2019-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1573834B1 (en) | CATHODE COATED WITH A FILM COMPRISING LiFePO4 AND A WATER-SOLUBLE BINDER, PRODUCTION METHOD THEREOF AND ELECTROCHEMICAL SYSTEM | |
EP2729978B1 (en) | Lithium/sulphur accumulator | |
EP3341987A1 (en) | Lithium-ion gel battery | |
EP3365937B1 (en) | Method for producing a sodium-ion battery | |
EP2751859A1 (en) | Lithium-sulphur (li-s)-type electrochemical battery and production method thereof | |
EP2875538B1 (en) | Bipolar li-ion battery with improved seal and associated production process | |
EP3365933A1 (en) | Method of manufacturing an accumulator of the lithium-ion type | |
CA2968729A1 (en) | Organic lithium battery | |
EP3322004B1 (en) | Method for manufacturing an electrode for a battery | |
FR3040241A1 (en) | ELECTROCHEMICAL LITHIUM BATTERY COMPRISING A SPECIFIC SOLID ELECTROLYTE | |
FR3073672A1 (en) | PROCESS FOR PREPARING AN ELECTROCHEMICAL CELL FOR LITHIUM BATTERY COMPRISING A SPECIFIC GELIFIED ELECTROLYTE | |
EP3898522B1 (en) | Negative electrode active material based on iron and lithium hydroxysulfide | |
EP3714499B1 (en) | Use of lithium nitrate as single lithium salt in a gelified lithium battery | |
WO2003107469A2 (en) | Lithium cell battery | |
EP3648206B1 (en) | Lithium electrochemical battery such as lithium-sulphur comprising a specific negative electrode material | |
EP3327831B1 (en) | Method of preparing a porous positive electrode for a lithium-sulfur battery | |
FR3091623A1 (en) | ELECTROCHEMICAL CELL FOR LITHIUM BATTERY COMPRISING A SPECIFIC NEGATIVE ELECTRODE IN METAL LITHIUM AND A POSITIVE ELECTRODE ON AN ALUMINUM MANIFOLD | |
EP3472882B1 (en) | Process for manufacturing a structure acting as a positive electrode and as a current collector for a lithium-sulfur electrochemical accumulator | |
EP4238156A2 (en) | Electrochemical battery with a bipolar architecture comprising a material common to all of the electrodes as electrode active material | |
FR3143868A1 (en) | NEGATIVE ELECTRODES BASED ON SILICON AND FLUORINE ADDITIVE | |
FR3105882A1 (en) | Composite electrode comprising a metal and a polymer membrane, method of manufacture and battery containing it | |
EP3443605A1 (en) | Cathode for a secondary cell, and associated secondary cell and battery | |
FR3056339A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING AN ELECTROCHEMICAL DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190517 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |