Melt-Process for the Preparation of Porous Composite Electrodes for Battery Application
Notice bibliographique
Résumé
Lithium-ion batteries have become the dominant technology for electrochemical energy storage. They have been used in electronic portable devices for decades and now taking the lead in the transportation sector in electrical vehicles. As it has long been known, the release of CO2 from combustion engine-powered constituted a significant proportion of our global emission of greenhouse gases. In order to reduce this proportion, efforts are being deployed to increase the market penetration of electric vehicles which puts a growing pressure on the production of lithium-ion batteries. As a result, this production is predicted to rapidly and sharply grow in the next few years. This fast development raises novel issues regarding the electrode production process and its impact on the environment. Currently, most of the electrode fabrication processes require organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), which is toxic and costly. It is therefore essential to find an alternative which is more sustainable that the solvent process yet that meets requirements of scalability, cost and productivity. In this context, we propose a new approach to electrodes fabrication process developed by our industrial partner Hutchinson (Patent US20130244098A1). It consists of a melt process which is well-known in the polymer industry to make composites. As such, our process does not require any solvent. In our study, we optimised the electrode formulation for power applications. In this presentation, we will report the different steps of the new melt process. The active materials and the conductive carbons used are the same as in the conventional wet process, but the binder needs to be chosen with care. Indeed, due to constraints in terms of temperature, shear forces and of the mixing process itself, the binder must be a heat-tolerant elastomer, to allow good mixing properties to the blend and flexibility to the resulting electrode. As an alternative to the most commonly-used binder, PVdF, a lower-cost commercial elastomer, Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber (HNBR), was used as the binder. To evaluate its compatibility and performance in lithium-ion battery composite electrodes, it was first compared to PVdF with the common wet process to make electrodes. After the validation of HNBR as a binder, it was used with the melt-process. Power testing and cycling performances of electrodes made with different active materials will be presented, showing the feasibility of electrodes and the versatility of the melt-process.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».