Jesus Alberto Barreras Uruchurtu

Mardi 5 novembre à 9h00 - Fabrication d’électrodes de batterie Li-ion pour véhicule électrique par pulvérisation électrostatique sans solvant

https://univ-nantes-fr.zoom.us/j/88412255039?pwd=kUV6ONVneItplWbgbCEIOBlAK9WCK1.1
ID de réunion: 884 1225 5039
Code secret: 492406

Résumé :

Face aux défis actuels liés à la fabrication des batteries lithium-ion (BLI) pour véhicules électriques (VE), où l'amélioration de la performance et l'efficacité énergétique sont cruciales, l'exploration de nouvelles méthodes de production devient indispensable. Traditionnellement, les électrodes de ces batteries sont fabriquées à l'aide de procédés utilisant des solvants, dont l'impact environnemental et les coûts énergétiques du processus de séchage sont considérables. Pour répondre à ces enjeux, une alternative innovante est proposée pour la fabrication d'anodes en graphite/PVdF : la pulvérisation électrostatique suivie d’un calandrage à chaud. Cette méthode élimine l'utilisation de solvants, réduisant ainsi l'empreinte écologique du processus de fabrication.

En utilisant cette approche, cette étude examine l'impact de différents paramètres de fabrication et de composition sur les performances des électrodes de graphite pour BLI. Grâce à l'optimisation des étapes de mélange, de pulvérisation électrostatique et de calandrage, des électrodes à haute capacité surfacique (>4,5 mAh cm-2) adaptées aux VE ont été fabriquées. L'influence de la distribution du liant, des conditions de mélange, de la composition et du type de liant sur les propriétés mécaniques, électriques et électrochimiques a été systématiquement analysée. Enfin, plusieurs formulations ont démontré des performances comparables, voire supérieures aux procédés de fabrication actuels.

Mots clés : Batteries lithium-ion, anode, dry process, pulvérisation électrostatique, véhicule électrique

Solvent-Free Fabrication of Li-ion Battery Electrodes for Electric Vehicles Using Electrostatic Dry Spray-Coating

Abstract :

In light of the current challenges associated with the manufacturing of lithium-ion batteries (LIBs) for electric vehicles (EVs), where enhancing performance and energy efficiency is crucial, the exploration of new production methods has become indispensable. Traditionally, the electrodes of these batteries are fabricated using solvent-based processes, which have significant environmental impacts and high energy costs associated with the drying process. To address these challenges, an innovative alternative is proposed for the fabrication of graphite/PVdF anodes: electrostatic dry spray coating followed by hot calendering. This method eliminates the use of solvents, thereby reducing the environmental footprint of the manufacturing process.

Using this approach, this study examines the impact of various fabrication and composition parameters on the performance of graphite electrodes for LIBs. By optimizing the mixing, electrostatic spraying, and calendaring steps, high surface capacity electrodes (>4.5 mAh cm-2) suitable for EVs were successfully manufactured. The influence of binder distribution, mixing conditions, composition, and binder type on the mechanical, electrical, and electrochemical properties was systematically analyzed. Finally, several formulations demonstrated performance comparable to, or even superior to, current manufacturing processes.

Keywords : Lithium-ion batteries, anode, dry process, electrostatic spraying, electric vehicle