Aperçu du procédé de fabrication d’électrodes sèches : procédés unitaires, équipements et produits intermédiaires utilisés dans cette étude. Crédit : Journal de génie chimique (2024). DOI : 10.1016/j.cej.2024.151957
Une équipe de chercheurs affiliée à l’UNIST a réalisé une avancée significative dans le développement d’un procédé de fabrication d’électrodes sèches respectueux de l’environnement pour les batteries lithium-ion (LIB). Le nouveau procédé, qui ne nécessite pas l’utilisation de solvants nocifs, améliore les performances des batteries tout en favorisant la durabilité.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans le numéro de juillet 2024 de Journal de génie chimique.
Sous la direction du professeur Kyeong-Min Jeong de l’École de génie énergétique et chimique de l’UNIST, l’équipe de recherche a mis au point un nouveau procédé d’électrode sèche sans solvant utilisant le polytétrafluoroéthylène (PTFE) comme liant. Cette approche innovante répond aux défis associés aux méthodes traditionnelles de fabrication d’électrodes humides, qui entraînent souvent une distribution non uniforme des liants et des matériaux conducteurs, entraînant une dégradation des performances.
Le procédé d’électrode sèche est divisé en quatre étapes : formation de granulés, formation de film, laminage et laminage. L’équipe a optimisé les conditions du procédé en évaluant les propriétés physiques, électriques et électrochimiques des produits semi-finis à chaque étape. Les résultats montrent qu’un liant PTFE à rapport d’extrusion élevé peut produire un film d’électrode à haute résistance même avec une faible consommation d’énergie, ce qui conduit à une microstructure et des caractéristiques de puissance améliorées.
Formation de film – broyeur à rouleaux – film d’électrode. (a) Schéma de la fabrication d’un film d’électrode à partir de granulés d’électrode à l’aide d’un broyeur à rouleaux. (b) Photographies du film d’électrode par type et quantité de PTFE après broyage à rouleaux. Crédit : Journal de génie chimique (2024). DOI : 10.1016/j.cej.2024.151957
Dans les LIB, les liants jouent un rôle crucial dans la connexion des matériaux actifs et des électrons. L’étude a révélé que le type et la teneur en liants PTFE ont un impact significatif sur les caractéristiques de sortie des électrodes sèches. Les chercheurs ont identifié une formulation optimale de NCM811/PTFE/noir de carbone (CB)/nanotube de carbone (CNT) = 96/2,0/1,8/0,2, qui a démontré une capacité de taux de décharge exceptionnelle de 80 % à un taux de 0,5 C (5 mA/cm2) dans des conditions exigeantes.
« Cette avancée contribuera à la commercialisation en fournissant une solution évolutive et pratique pour la production de masse », a souligné le professeur Jeong. « Nous pensons que notre étude ouvrira la voie à une fabrication d’électrodes respectueuse de l’environnement et efficace pour les futures applications de stockage d’énergie. »
L’Institut coréen de recherche sur l’énergie (KIER) et Hanwha Co., Ltd. se sont également associés à l’UNIST pour développer des équipements de fabrication spécifiques aux électrodes sèches et démontrer sa viabilité commerciale à partir du second semestre 2024.
L’équipe prévoit d’améliorer encore les caractéristiques de sortie des électrodes épaisses en explorant divers matériaux dans le cadre de recherches complémentaires. Grâce à cette technologie innovante, les véhicules électriques et les appareils électroniques devraient devenir plus durables à l’avenir.
Plus d’information:
Hyeseong Oh et al, Développement d’une méthode de fabrication faisable et évolutive pour les électrodes de batterie lithium-ion sans solvant à base de PTFE, Journal de génie chimique (2024). DOI : 10.1016/j.cej.2024.151957
Fourni par l’Institut national des sciences et technologies d’Ulsan
Citation: Une étude dévoile des électrodes sèches sans solvant qui améliorent les performances des batteries lithium-ion (2024, 19 juillet) récupéré le 19 juillet 2024 à partir de
Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre d’information uniquement.