Functions of polymers in composite electrodes of lithium ion batteries

International audienceThe different functions of polymer binders on the processing of the electrode, the electrical (electronic and ionic) and mechanical properties of the electrode, and as a consequence on the electrochemical performance are discussed. The role of the polymer binder on the solid-electrolyte interface (SEI) layer and the cyclability of the graphite- and silicon-based negative electrodes is also addressed. All these properties critically depend on the very thin layer formed by the polymer at the surface of the active and conductive particles. That is where research efforts have to focus on, now, for further optimization of electrodes through tailoring of the binder combination

CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'ADHESION ENTRE RESEAUX POLYEPOXY ET THERMOPLASTIQUES AMORPHES VITREUX (INTERFACE VERSUS INTERPHASE)

VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

La formulation des électrodes composites des batteries Li-ion : un enjeu technologique majeur.

International audienceDans une électrode de batterie Li-ion, il est nécessaire de formuler le matériau électroactif avec des additifs (agent conducteur électronique, liant polymère) pour assurer à cette couche des propriétés mécaniques et électriques nécessaires à son assemblage dans la batterie et à son bon fonctionnement ultérieur. La formulation nécessite la combinaison d’additifs la plus appropriée et des proportions garantissant le meilleur compromis entre un bon fonctionnement de l’électrode et une teneur en additifs minimale. Ces travaux sont couplés à une étude sur le procédé de mise en œuvre et requièrent une approche multidisciplinaire et multi-échelle faisant appel à des techniques de caractérisations pointues, tant les électrodes sont des matériaux composites complexes

Silicon Electrodes for Li-Ion Batteries. Addressing the Challenges through Coordination Chemistry

International audienc

Carbon black dispersions in surfactant-based microemulsion

International audienc

Suspensions of carbon nanofibers in organic medium: rheo-electrical properties

International audienc

La formulation des électrodes composites des batteries Li-ion : un enjeu technologique majeur.

International audienceDans une électrode de batterie Li-ion, il est nécessaire de formuler le matériau électroactif avec des additifs (agent conducteur électronique, liant polymère) pour assurer à cette couche des propriétés mécaniques et électriques nécessaires à son assemblage dans la batterie et à son bon fonctionnement ultérieur. La formulation nécessite la combinaison d’additifs la plus appropriée et des proportions garantissant le meilleur compromis entre un bon fonctionnement de l’électrode et une teneur en additifs minimale. Ces travaux sont couplés à une étude sur le procédé de mise en œuvre et requièrent une approche multidisciplinaire et multi-échelle faisant appel à des techniques de caractérisations pointues, tant les électrodes sont des matériaux composites complexes

Élaboration et optimisation d'une électrode positive composite gélifiée (études microstructurales et électrochimiques)

L'étude réalisée, en collaboration avec l'industriel Batscap, concerne l'élaboration et l'optimisation d'une électrode positive composite gélifiée à base du matériau actif Li1,2V3O8. Notre approche a consisté à examiner en détail la qualité de la dispersion de l'agent conducteur d'électrons (noir de carbone) dans l'électrode composite et à rendre celle-ci homogène en jouant sur les interactions avec le polymère. Des études microstructurales et morphologiques associées aux mesures de conductivité électronique et à l'analyse fine des courbes électrochimiques ont pu expliquer les différences de capacité obtenues pour des électrodes composites contenant le même matériau actif mais avec un environnement différent. Nous avons pu en particulier montrer la corrélation entre les performances électrochimiques des électrodes et leur conductivité électrique ainsi que définir quantitativement les facteurs influant celle-ci. Cette étude montre clairement que les limitations en cyclage de Li1,2V3O8 ne sont pas intrinsèques au matériau actif, comme cela été présupposé jusqu'alors, mais dépendent de l'environnement du matériau actif dans l'électrode composite. De plus, ces travaux ont conduit à proposer une nouvelle méthode de fabrication d'électrode positive efficace et stable.The present study, in collaboration with Batscap industry, is focused on the elaboration and the optimization of gelled positive composite electrode based on Li1.2V3O8 active material. Our strategy consisted in a detailed analysis of the electronic conducting agent (carbon black) dispersion into the composite electrodes. A homogeneous dispersion was achieved by playing on the polymer-carbon black interactions. Microstructural and morphological studies coupled with electronic conductivity measurements and electrochemical properties analysis were able to explain variations in the performance of positive electrodes with the same active material but with a different environment. In particular, we were able to show the correlation between the positive composite electrode performance and its electrical conductivity, as well as to quantitatively define factors playing on the electrical conductivity. This study clearly shows that cycling limitation of Li1.2V3O8 is not due to active material itself but depends on the active material environment. Moreover, this work proposes a new processing route for more efficient and stable positive composite electrode.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocSudocFranceF