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Article

1 - CONTEXTE

2 - QUALITÉS ATTENDUES D'UN ÉLECTROLYTE POLYMÈRE

3 - CLASSIFICATION DES ÉLECTROLYTES POLYMÈRES ET LEURS LIMITES

4 - ÉLECTROLYTES POLYMÈRES SECS À BASE DE COPOLYMÈRE À BLOCS

5 - FABRICATION DE LA BATTERIE LITHIUM MÉTAL POLYMÈRE

6 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

7 - GLOSSAIRE –DÉFINITION

Article de référence | Réf : RE234 v1

Conclusion et perspectives
Électrolytes polymères pour les batteries au lithium métal

Auteur(s) : Renaud BOUCHET, Trang N.T. PHAN

Relu et validé le 20 janv. 2020

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RÉSUMÉ

Pour les applications nécessitant le stockage et la conversion de grandes quantités d'énergie telles que le véhicule électrique et les énergies intermittentes renouvelables, des batteries présentant à la fois une grande densité d'énergie (kWh/kg), un coût faible (euros/kWh), une grande sécurité et une longue durée de vie sont nécessaires. Parmi les différentes technologies en développement, les batteries « tout solide » lithium métal polymère sont particulièrement prometteuses. Les verrous de cette technologie portent sur l'utilisation du lithium métal à l'électrode négative et sur le développement d'un électrolyte polymère permettant un fonctionnement à température ambiante. Les différentes stratégies développées portant sur les électrolytes polymères secs, électrolytes plastifiés, électrolytes gélifiés, électrolytes caoutchouteux sont présentés dans cet article.

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ABSTRACT

Polymer Electrolytes for Lithium Metal Batteries

For applications that require the storage and conversion of large quantities of energy such as electric vehicles and renewable intermittent energy systems, batteries combining high energy density (kWh/kg), low cost (euros/kWh), high reliability and long service life are necessary. Among various technologies under development, “all solid” lithium-metal-polymer batteries are particularly promising. The difficulties of this technology lie in the use of lithium metal at the negative electrode and the development of a polymer electrolyte allowing operation at room temperature. Different strategies developed based on dry polymer electrolytes, plasticized electrolytes, gelled electrolytes and rubber electrolytes are presented in this article.

Auteur(s)

  • Renaud BOUCHET : Professeur Grenoble INP, CNRS, LEPMI – UMR 5279, Saint Martin d'Hères, France

  • Trang N.T. PHAN : Maître de conférences - Aix-Marseille Université, CNRS, ICR – UMR 7273 - Équipe CROPS, Marseille, France

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : Stockage et conversion de l'énergie

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : Accumulateur/batteries

Domaines d'application : Véhicule électrique, énergie renouvelable

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité : Tenerrdis, Capenergies, IAR

Centres de compétence : Réseau national sur le Stockage Électrochimique de l'Énergie, RS2E, associé au Labex « Store-Ex »

Industriels : Blue Solutions

Autres acteurs dans le monde : SEEO, DBM Energy

Contact : [email protected] ; [email protected]

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re234


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6. Conclusion et perspectives

Cette technologie émergente présente des atouts indéniables en termes de sécurité d'utilisation, de densité d'énergie, de coût de production par rapport aux technologies lithium-ion ; cependant, l'abaissement de la température de fonctionnement optimale à 40 oC reste un objectif important pour permettre une mise en œuvre à grande échelle. Le développement de nouvelles familles d'électrolytes polymères et notamment les copolymères à blocs polyanioniques ouvrent des perspectives importantes en permettant de cumuler différentes propriétés (mécanique, conductivité, nombre de transport, stabilité électrochimique...) en jouant sur la nature chimique des blocs. Il est néanmoins probable que l'utilisation de plastifiant soit nécessaire pour permettre un fonctionnement à 40 oC.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ARMAND (M.), CHABAGNO (J.M.), DUCLOT (M.J.) -   *  -  In Fast ion transport in solids electrodes and electrolytes, (V.P.), MUNDY (J.-N.) et SHENOY (G.K.), Ed., North-Holland, Amsterdam, p. 131-136 (1979).

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  • (3) - CROCE (F.), APPETECHI (G.B.), PERSI (L.), SCROSATI (B.) -   *  -  Nature, 394, p. 456-458 (1998).

  • (4) - KUMAR (B.), SCANLON (L.G.) -   *  -  Solid State Ionics, 124, p. 239-254 (1999).

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  • (6) - LIU (C.), IMANISHI (N.), ZHANG (T.), HIRANO (A.), TAKEDA (Y.), YAMAMOTO (O.), YANG (J.) -   *  -  Journal...

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