{"id":35430,"date":"2022-03-15T03:56:05","date_gmt":"2022-03-15T03:56:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=35430"},"modified":"2022-05-25T01:39:19","modified_gmt":"2022-05-25T01:39:19","slug":"high-energy-all-solid-state-battery-mass-production-noticing-the-electrolyte-thickness","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/high-energy-all-solid-state-battery-mass-production-noticing-the-electrolyte-thickness\/","title":{"rendered":"Production de masse d'accumulateurs \u00e0 semi-conducteurs \u00e0 haute \u00e9nergie - v\u00e9rification de l'\u00e9paisseur de l'\u00e9lectrolyte"},"content":{"rendered":"<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"35430\" class=\"elementor elementor-35430\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-15e114b elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"15e114b\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-cd7a0c1\" data-id=\"cd7a0c1\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap\">\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-9b4ae85 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"9b4ae85\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-62d83b1\" data-id=\"62d83b1\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-b9a771e elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"b9a771e\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<h1 class=\"elementor-heading-title elementor-size-default\">Production de masse d'accumulateurs \u00e0 semi-conducteurs \u00e0 haute \u00e9nergie - v\u00e9rification de l'\u00e9paisseur de l'\u00e9lectrolyte<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-14289e8 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"14289e8\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-d5c0885\" data-id=\"d5c0885\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-d99cce3 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"d99cce3\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div style=\"padding-left: 2.2em; padding-right: 2.2em; line-height: 40px;\"><div style=\"border: 2px solid #ccc;\"><ol style=\"padding-left: 2.2em; line-height: 40px;\"><li><a href=\"#Research_background\">Contexte de la recherche<\/a><\/li><li><a href=\"#Introduction\">Introduction<\/a><\/li><li><a href=\"#Graphical_guide\">Guide graphique<\/a><br \/><ol style=\"counter-reset: item;\"><li><a href=\"#Effect_of_SSE_thickness_on_gravimetric_and_volumetric_energy_density\">Effet de l'\u00e9paisseur de l'ESS sur la densit\u00e9 d'\u00e9nergie gravim\u00e9trique et volum\u00e9trique<\/a><\/li><li><a href=\"#Influence_of_SSE_thickness_on_energy_density\">Influence de l'\u00e9paisseur de l'ESS sur la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique<\/a><\/li><li><a href=\"#Strategies_to_reduce_SSE_thickness\">Strat\u00e9gies pour r\u00e9duire l'\u00e9paisseur de l'ESS<\/a><\/li><li><a href=\"#Other_matching_designs\">Autres mod\u00e8les assortis<\/a><\/li><\/ol><\/li><li><a href=\"#Summary_and_outlook\">R\u00e9sum\u00e9 et perspectives<\/a><\/li><\/ol><\/div><h2 id=\"Research_background\">Contexte de la recherche<\/h2><p>Les batteries \u00e0 l'\u00e9tat solide (ASSLB) sont des candidats potentiels pour la prochaine g\u00e9n\u00e9ration de batteries au lithium m\u00e9tal plus s\u00fbres. Jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent, la plupart des travaux sur les \u00e9lectrolytes \u00e0 l'\u00e9tat solide (SSE) se sont concentr\u00e9s sur l'am\u00e9lioration de la conductivit\u00e9 ionique et de la stabilit\u00e9 interfaciale.<\/p><p>Vous pouvez d\u00e9couvrir ce qu'est une batterie \u00e0 l'\u00e9tat solide en regardant la vid\u00e9o ci-dessous\uff1a<br \/><iframe title=\"Lecteur vid\u00e9o YouTube\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/azACL3lLMo8\" width=\"1280\" height=\"720\" frameborder=\"0\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><\/iframe><\/p><p>Cependant, une attention moindre a \u00e9t\u00e9 accord\u00e9e \u00e0 l'\u00e9paisseur de l'\u00e9lectrolyte, qui joue en fait un r\u00f4le important dans la d\u00e9termination de la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique et des performances \u00e9lectrochimiques des batteries au lithium \u00e0 l'\u00e9tat solide (ASSLB). Il est donc urgent d'\u00e9valuer l'ESS au-del\u00e0 des facteurs conventionnels et de fournir une analyse compl\u00e8te de l'influence de l'\u00e9paisseur de l'ESS.<\/p><p>En parlant d'\u00e9lectrolyte, nous avons parl\u00e9 de <a href=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/top-10-lithium-ion-battery-electrolyte-company-in-china-in-2022\/\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #000080; text-decoration: underline;\">Les 10 premi\u00e8res entreprises d'\u00e9lectrolytes pour batteries lithium-ion en Chine en 2022<\/span><\/span><\/a> avant.<\/p><\/div><div style=\"padding-left: 2.2em; padding-right: 2.2em; line-height: 40px;\"><h2 id=\"Introduction\">Introduction<\/h2><p>R\u00e9cemment, une \u00e9quipe de professeurs de l'universit\u00e9 des sciences et technologies de Huazhong a publi\u00e9 un article intitul\u00e9 \"Reducing the Thickness of Solid-State Electrolyte Membranes for High-Energy Lithium Batteries\" dans la revue de renomm\u00e9e internationale Energy &amp; Environmental Science.<\/p><p>L'effet de l'\u00e9paisseur de l'\u00e9lectrolyte sur la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des cellules \u00e0 poche ASSLB est syst\u00e9matiquement analys\u00e9, en mettant l'accent sur les strat\u00e9gies permettant de r\u00e9duire consid\u00e9rablement l'\u00e9paisseur du film SSE sans sacrifier ses propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques.<\/p><p>The recent progress and challenges of ASSLBs based on high-voltage and high-capacity cathodes, as well as novel configurations such as bipolar and flexible ASSLBs, are discussed, and perspectives and suggestions for future commercialized high-energy-density ASSLBs are provided.<\/p><h2 id=\"Graphical_guide\">Guide graphique<\/h2><p><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35433\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density.jpg\" alt=\"Effet de l&#039;\u00e9paisseur de l&#039;ESS sur la densit\u00e9 d&#039;\u00e9nergie gravim\u00e9trique et volum\u00e9trique\" width=\"1000\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density-300x120.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density-768x307.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Effect-of-SSE-thickness-on-gravimetric-and-volumetric-energy-density-600x240.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h4 id=\"Effect_of_SSE_thickness_on_gravimetric_and_volumetric_energy_density\">Effet de l'\u00e9paisseur de l'ESS sur la densit\u00e9 d'\u00e9nergie gravim\u00e9trique et volum\u00e9trique<\/h4><p>Figure 1. (a) Conductivit\u00e9 ionique normalis\u00e9e en fonction de l'\u00e9paisseur de l'\u00e9lectrolyte pour diff\u00e9rentes conductivit\u00e9s ioniques de l'ESS. (b) Dans les cellules \u00e0 poche Li\/NMC811, Li\/S et Li\/LFP, avec l'augmentation de l'ESS La r\u00e9duction de l'\u00e9paisseur de 500 \u03bcm \u00e0 25 \u03bcm correspond aux densit\u00e9s d'\u00e9nergie gravim\u00e9trique et volum\u00e9trique.<\/p><p>Id\u00e9alement, le SSE devrait avoir une conductivit\u00e9 ionique \u00e9lev\u00e9e (sup\u00e9rieure \u00e0 10-4 S cm-1 \u00e0 temp\u00e9rature ambiante), et l'interface avec l'\u00e9lectrode devrait \u00eatre stable, avec une large fen\u00eatre \u00e9lectrochimique et de bonnes propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques qui peuvent s'adapter \u00e0 la charge\/d\u00e9charge Le volume de l'\u00e9lectrode change au cours du processus et inhibe la croissance des dendrites de lithium.<\/p><p>Pour les applications pratiques dans le domaine du stockage de l'\u00e9nergie, la facilit\u00e9 de traitement et le faible co\u00fbt sont les deux principaux aspects. Deuxi\u00e8mement, l'\u00e9paisseur de l'ESS est \u00e9galement un param\u00e8tre cl\u00e9 \u00e0 prendre en compte car elle affecte la r\u00e9sistance interne et la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des batteries au lithium \u00e0 l'\u00e9tat solide (ASSLB).<\/p><p>La conductance ionique est inversement proportionnelle \u00e0 l'\u00e9paisseur du film SSE, avec une conductance normalis\u00e9e plus \u00e9lev\u00e9e observ\u00e9e dans les SSE d'\u00e9paisseur r\u00e9duite en raison du temps plus court n\u00e9cessaire au transport des ions \u00e0 travers le SSE (t = L2\/D, o\u00f9 t, L et D repr\u00e9sentent le temps de diffusion du Li+, l'\u00e9paisseur du SSE et la constante de diffusion du Li+).<\/p><p>Comme le montre la figure 1a, pour obtenir la m\u00eame conductance normalis\u00e9e en surface que l'\u00e9lectrolyte liquide en utilisant un s\u00e9parateur de 25 \u00b5m, la r\u00e9duction de l'\u00e9paisseur est tout aussi importante pour l'am\u00e9lioration de la conductance ionique de l'ESS.<\/p><p>Si l'\u00e9paisseur du SSE est r\u00e9duite \u00e0 10 \u03bcm, le SSE avec une conductivit\u00e9 ionique (par exemple, 0,4 mS cm-1) peut obtenir la m\u00eame conductance surfacique que l'\u00e9lectrolyte liquide. Id\u00e9alement, si un SSE est r\u00e9duit \u00e0 1\/4 de son \u00e9paisseur d'origine, le temps de diffusion du Li+ \u00e0 travers le SSE sera r\u00e9duit \u00e0 1\/16, et la conductance surfacique sera quadrupl\u00e9e.<\/p><p>Outre la conductance ionique, la densit\u00e9 d'\u00e9nergie cellulaire des ASSLB est \u00e9galement inversement proportionnelle \u00e0 l'\u00e9paisseur du SSE. Les densit\u00e9s \u00e9nerg\u00e9tiques des ASSLB Li\/LiNi0,8Mn0,1Co0,1O2 (NMC811), Li\/S et Li\/LiFePO4 (LFP) ont \u00e9t\u00e9 calcul\u00e9es sur la base de la configuration de la cellule \u00e0 poche.<\/p><p>Comme le montre la figure 1b, l'\u00e9paisseur du SSE joue un r\u00f4le important dans la d\u00e9termination de la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique de la cellule, et un SSE plus fin est essentiel pour obtenir des densit\u00e9s \u00e9nerg\u00e9tiques gravim\u00e9triques et volum\u00e9triques plus \u00e9lev\u00e9es.<\/p><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35439\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using.jpg\" alt=\"Diagrammes poids\/poids des configurations et des composants de batteries \u00e0 base de piles Li utilisant\" width=\"1000\" height=\"440\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using-300x132.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using-768x338.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Weight-to-weight-diagrams-of-Li-battery-based-battery-configurations-and-components-using-600x264.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>Figure 2. Diagrammes poids\/poids des configurations et des composants des batteries Li utilisant (a) un \u00e9lectrolyte liquide, (b) un SSE conventionnel et (c) un SSE mince.<\/p><p>Selon un calcul approximatif, si l'\u00e9paisseur du SSE est r\u00e9duite de 150 \u03bcm \u00e0 25 \u03bcm (en supposant une densit\u00e9 de 1.96 g cm-3 de sulfure SSE, la cathode contient 80 wt% de mati\u00e8re active et 15 wt% de SSE), alors la proportion de SSE sera r\u00e9duite de 56% \u00e0 25%, ce qui est comparable \u00e0 l'\u00e9lectrolyte du syst\u00e8me d'\u00e9lectrolyte liquide (2,5 g Ah-1 de masse et 95 wt% de mati\u00e8re active de cathode) (Fig. 2).<\/p><p>Cependant, l'ESS agit \u00e9galement comme un s\u00e9parateur, et l'amincissement de la membrane r\u00e9duira in\u00e9vitablement sa r\u00e9sistance m\u00e9canique et augmentera le risque de rupture de la membrane ou de p\u00e9n\u00e9tration des dendrites Li, qui peuvent tous deux conduire \u00e0 des courts-circuits internes, d\u00e9clenchant une d\u00e9faillance de la batterie et m\u00eame des risques pour la s\u00e9curit\u00e9.<\/p><p>Par cons\u00e9quent, les d\u00e9fis associ\u00e9s \u00e0 la conception d'\u00e9lectrolytes solides minces r\u00e9sident principalement dans le conflit entre la minimisation de l'\u00e9paisseur et le maintien de la r\u00e9sistance m\u00e9canique. Les SSE peuvent g\u00e9n\u00e9ralement \u00eatre divis\u00e9s en trois cat\u00e9gories : les \u00e9lectrolytes polym\u00e8res solides (SPE), les \u00e9lectrolytes solides inorganiques (ISE) et les \u00e9lectrolytes polym\u00e8res composites (CPE). La plupart des \u00e9paisseurs sont comprises entre 80 et 200 \u00b5m.<\/p><p>Les ISE sont des inorganiques cristallins ou vitreux, dont les poudres sont press\u00e9es jusqu'\u00e0 une \u00e9paisseur de 1 mm. Les CPE compos\u00e9s d'une matrice SPE et de charges inorganiques peuvent rem\u00e9dier \u00e0 leurs inconv\u00e9nients en m\u00eame temps,<br \/>Cependant, la plupart des CPE ont une \u00e9paisseur sup\u00e9rieure \u00e0 100 \u00b5m, et la r\u00e9duction drastique de l'\u00e9paisseur des CPE sans compromettre les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques reste un d\u00e9fi de taille.<\/p><h4 id=\"Influence_of_SSE_thickness_on_energy_density\">Influence de l'\u00e9paisseur de l'ESS sur la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique<\/h4><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35434\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811.jpg\" alt=\"Estimation des densit\u00e9s d&#039;\u00e9nergie gravim\u00e9trique et volum\u00e9trique r\u00e9elles de (a) LiNMC811\" width=\"1000\" height=\"750\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811-300x225.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811-768x576.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Estimation-of-the-actual-gravimetric-and-volumetric-energy-densities-of-a-LiNMC811-600x450.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>Figure 3. Estimation des densit\u00e9s d'\u00e9nergie gravim\u00e9trique et volum\u00e9trique r\u00e9elles des ASSLB (a) Li\/NMC811, (b) Li\/S et (c) Li\/LFP ; (d) Li\/NMC811, (e) Li\/S et (f) Densit\u00e9s d'\u00e9nergie gravim\u00e9trique et volum\u00e9trique calcul\u00e9es des ASSLB Li\/LFP.<\/p><p>Les ASSLB, qui devraient alimenter les v\u00e9hicules \u00e9lectriques et les appareils portables, n\u00e9cessitent des densit\u00e9s d'\u00e9nergie gravim\u00e9triques et volum\u00e9triques \u00e9lev\u00e9es. Pour quantifier l'effet de l'\u00e9paisseur du SSE sur la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, les auteurs fournissent les densit\u00e9s \u00e9nerg\u00e9tiques gravim\u00e9triques et volum\u00e9triques de trois types d'ASSLB (Li\/NMC811, Li\/S et Li\/LFP) associ\u00e9s \u00e0 divers SSE dans un mod\u00e8le de cellule \u00e0 poche r\u00e9el. La capacit\u00e9 cathodique de tous les ASSLB est fix\u00e9e \u00e0 3 mAh cm-2 avec un rapport N\/P de 2.<\/p><p>Le PEO, le LLZO, le LPS-LGPS \u00e0 double couche et deux hybrides LLZO\/PEO ont \u00e9t\u00e9 s\u00e9lectionn\u00e9s comme SPE, respectivement. Comme le montrent les figures 3a, b et c, les densit\u00e9s d'\u00e9nergie gravim\u00e9trique et volum\u00e9trique augmentent \u00e0 mesure que l'\u00e9paisseur du SSE diminue. La SPE l\u00e9g\u00e8re et le CPE20 sont plus prometteurs pour fournir une densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique gravim\u00e9trique \u00e9lev\u00e9e que l'ISE \u00e0 base d'oxyde lourd et le CPE80.<\/p><p>Par rapport aux ASSLB Li\/NMC811 et Li\/LFP, la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique gravim\u00e9trique des ASSLB Li\/S augmente de mani\u00e8re plus significative avec la diminution de l'\u00e9paisseur du SSE. La figure 3d illustre la r\u00e9alisation des objectifs de densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique gravim\u00e9trique de 500 Wh kg-1 et de densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique volum\u00e9trique de 1000 Wh L-1 dans diff\u00e9rents sc\u00e9narios.<\/p><p>En g\u00e9n\u00e9ral, pour obtenir une densit\u00e9 d'\u00e9nergie gravim\u00e9trique sup\u00e9rieure \u00e0 500 Wh kg-1 dans les ASSLB Li\/NMC811, l'\u00e9paisseur du SSE doit \u00eatre contr\u00f4l\u00e9e en dessous de 30 \u03bcm (pour SPE), 25 \u03bcm (pour CPE20), 20 \u03bcm (pour ISE sulfure) et 10\u00b5m convient pour ISE oxyde et CPE80. Pour le Li\/S ASSLB, des densit\u00e9s d'\u00e9nergie gravim\u00e9triques sup\u00e9rieures \u00e0 500 Wh kg-1 peuvent \u00eatre obtenues en utilisant 10 \u00b5m de SPE ou de CPE20 (Fig. 3b).<\/p><p>D'autre part, la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique volum\u00e9trique de l'ASSLB Li\/S est relativement faible en raison de la porosit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e et de la faible densit\u00e9 de la cathode au soufre. Enfin, pour l'ASSLB Li\/LFP, il est impossible de fournir une densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique gravim\u00e9trique \u00e9lev\u00e9e de 500 Wh kg-1 en raison de la capacit\u00e9 relativement faible de la cathode LFP (figure 3f).<\/p><p>Il convient de souligner que certains param\u00e8tres des calculs sont difficiles \u00e0 atteindre dans la pratique, de sorte que pour les ASSLB pratiques, les exigences relatives \u00e0 l'\u00e9paisseur de l'ESS devraient \u00eatre plus strictes. N\u00e9anmoins, le d\u00e9veloppement de SSE ultraminces est crucial pour obtenir des ASSLB \u00e0 haute densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35438\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs.jpg\" alt=\"le d\u00e9veloppement de SSE ultraminces est crucial pour obtenir des ASSLB \u00e0 haute densit\u00e9 d&#039;\u00e9nergie\" width=\"1000\" height=\"560\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs-300x168.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs-768x430.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/the-development-of-ultrathin-SSEs-is-crucial-to-achieve-high-energy-density-ASSLBs-600x336.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h4 id=\"Strategies_to_reduce_SSE_thickness\">Strat\u00e9gies pour r\u00e9duire l'\u00e9paisseur de l'ESS<\/h4><p>Le SSE agit non seulement comme un conducteur ionique, mais aussi comme un s\u00e9parateur, \u00e9vitant le contact entre la cathode et l'anode. Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, diverses strat\u00e9gies ont \u00e9t\u00e9 employ\u00e9es pour fabriquer avec succ\u00e8s des films SSE pr\u00e9sentant une r\u00e9sistance m\u00e9canique suffisante. L'infiltration d'\u00e9lectrolytes solides dans des structures poreuses est une strat\u00e9gie efficace pour fabriquer des SSE minces pr\u00e9sentant une meilleure stabilit\u00e9 m\u00e9canique.<\/p><p>L'armature solide et flexible fournit une ossature m\u00e9canique pour les \u00e9lectrolytes polym\u00e8res souples ou les c\u00e9ramiques fragiles, qui peut supprimer la croissance des dendrites de Li pendant le cycle m\u00eame lorsque l'\u00e9paisseur du SSE est r\u00e9duite, et l'\u00e9paisseur du SSE r\u00e9sultant est d\u00e9termin\u00e9e par l'\u00e9paisseur de l'armature, ce qui fournit un moyen facile et r\u00e9alisable de r\u00e9duire l'\u00e9paisseur de l'\u00e9lectrolyte tout en conservant les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques.<\/p><p>\u00c9tant donn\u00e9 que les squelettes des polym\u00e8res sont souvent de mauvais conducteurs ou des conducteurs non ioniques, et que le transport des ions ne se produit que dans la r\u00e9gion de l'\u00e9lectrolyte impr\u00e9gn\u00e9, une grande porosit\u00e9 et l'interconnectivit\u00e9 des pores sont importantes pour obtenir une conductivit\u00e9 ionique \u00e9lev\u00e9e.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35436\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator.jpg\" alt=\"L&#039;ESS agit non seulement comme un conducteur ionique, mais aussi comme un s\u00e9parateur.\" width=\"1000\" height=\"600\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator-300x180.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator-768x461.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/SSE-not-only-acts-as-an-ionic-conductor-but-also-as-a-separator-600x360.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>Des s\u00e9parateurs traditionnels en polyol\u00e9fine aux tissus non tiss\u00e9s ultrafins en PET contenant des macropores, en passant par les membranes poreuses en polyimide (PI), les membranes en fibres PAN \u00e9lectrofil\u00e9es et le polyt\u00e9trafluoro\u00e9thyl\u00e8ne (PTFE) fibreux comme mat\u00e9riaux de base, lorsque l'\u00e9lectrolyte polym\u00e8re ou l'\u00e9lectrolyte sulfureux plus souple est impr\u00e9gn\u00e9 ou press\u00e9, l'\u00e9lectrolyte dans son ensemble pr\u00e9sente d'excellentes propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques.<\/p><p>En raison de la nature flexible de l'\u00e9pine dorsale en polym\u00e8re, la possibilit\u00e9 d'assemblage rouleau par rouleau est am\u00e9lior\u00e9e, ce qui permet d'envisager la fabrication industrielle d'ASSLB. Le d\u00e9veloppement futur des squelettes polym\u00e8res doit se concentrer sur l'ing\u00e9nierie de la structure des pores et la cr\u00e9ation de polym\u00e8res rentables avec une abondance de canaux ioniques align\u00e9s verticalement.<\/p><p>La biomasse avec des structures de canaux bien align\u00e9es peut \u00eatre un support d'\u00e9lectrolyte prometteur en raison de son faible co\u00fbt et de son abondance naturelle. En revanche, le r\u00e9seau poreux 3D continu de c\u00e9ramique inorganique conductrice d'ions, qui sert de cadre, fournit des canaux ioniques suppl\u00e9mentaires au d\u00e9triment de la r\u00e9sistance m\u00e9canique, et le SSE est relativement \u00e9pais.<\/p><p>Le r\u00e9seau c\u00e9ramique fritt\u00e9 n'est pas assez solide pour r\u00e9sister au laminage, ce qui limite l'extensibilit\u00e9 et pose des probl\u00e8mes importants pour l'application pratique de cette m\u00e9thode. Les structures poreuses inorganiques doivent avoir de grands rapports d'aspect et des structures tr\u00e8s enchev\u00eatr\u00e9es.<\/p><p>Le rev\u00eatement du support de l'\u00e9lectrode est une autre m\u00e9thode d'amincissement possible. Gr\u00e2ce \u00e0 une technologie de coul\u00e9e \u00e9prouv\u00e9e, la boue est racl\u00e9e sur l'\u00e9lectrode positive \u00e0 l'aide d'une racle pour former un film, ce qui permet d'assurer un bon contact entre l'interface et l'\u00e9lectrode et pr\u00e9sente l'avantage de r\u00e9duire l'imp\u00e9dance.<\/p><p>Mais l'inconv\u00e9nient est que les deux couches peuvent \u00eatre m\u00e9lang\u00e9es et que l'uniformit\u00e9 de l'\u00e9paisseur et la r\u00e9sistance m\u00e9canique de la couche SSE peuvent ne pas \u00eatre suffisamment \u00e9lev\u00e9es, en particulier lorsque l'\u00e9paisseur de la couche SSE est r\u00e9duite. Toutefois, la r\u00e9sistance m\u00e9canique du film c\u00e9ramique SSE autoportant form\u00e9 par coul\u00e9e en bande d\u00e9pend largement de l'\u00e9paisseur. Seule une certaine \u00e9paisseur peut r\u00e9pondre aux exigences m\u00e9caniques des composants de la batterie. En m\u00eame temps, en raison de la fragilit\u00e9 du traitement, il est difficile de r\u00e9duire l'\u00e9paisseur.<\/p><p>Alors que la conception de membranes c\u00e9ramiques multicouches denses et poreuses peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9e comme un compromis entre le support d'\u00e9lectrode et les membranes c\u00e9ramiques autoportantes, pour les couches poreuses, un compromis entre une r\u00e9sistance m\u00e9canique suffisante et une grande porosit\u00e9 doit \u00eatre envisag\u00e9 pour fournir des canaux interconnect\u00e9s, tout en \u00e9vitant les petits trous.<\/p><p>En outre, outre le soufre fondu tr\u00e8s mobile, la p\u00e9n\u00e9tration d'autres boues d'\u00e9lectrodes telles que le LFP et le NMC dans le cadre poreux reste probl\u00e9matique.<br \/>D'autres strat\u00e9gies d'amincissement telles que l'impression 3D, un processus r\u00e9volutionnaire introduit dans la conception de structures fines dans les \u00e9lectrolytes, se sont r\u00e9v\u00e9l\u00e9es \u00eatre une strat\u00e9gie d'ing\u00e9nierie efficace, mais souffrent d'un co\u00fbt \u00e9lev\u00e9 et d'une difficult\u00e9 de fabrication \u00e0 grande \u00e9chelle.<\/p><p>En outre, des proc\u00e9d\u00e9s de pressage \u00e0 chaud sans solvant, tels que les \"\u00e9lectrodes s\u00e8ches\" de Tesla, ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 envisag\u00e9s pour la production de membranes \u00e9lectrolytiques. En outre, en utilisant la r\u00e9activit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e du lithium m\u00e9tal, certains pr\u00e9curseurs sp\u00e9cifiques peuvent r\u00e9agir spontan\u00e9ment \u00e0 la surface de l'\u00e9lectrode n\u00e9gative au lithium pour former un film mince d'\u00e9lectrolyte in situ. Cela facilite l'amincissement de l'\u00e9lectrolyte tout en assurant un contact interfacial. Mais comme pour les SSE \u00e0 cathode, l'\u00e9nigme entre l'\u00e9paisseur et les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques n'a pas \u00e9t\u00e9 enti\u00e8rement r\u00e9solue.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35437\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes.jpg\" alt=\"Les \u00e9lectrodes s\u00e8ches de Tesla ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 envisag\u00e9es pour la production de membranes \u00e9lectrolytiques\" width=\"1000\" height=\"601\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes-300x180.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes-768x462.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Teslas-dry-electrodes-have-also-been-considered-for-the-production-of-electrolyte-membranes-600x361.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h4 id=\"Other_matching_designs\">Autres mod\u00e8les assortis<\/h4><p>Outre l'amincissement de l'\u00e9lectrolyte, la haute densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique exige que les mat\u00e9riaux d'\u00e9lectrode aient des propri\u00e9t\u00e9s de haute tension et de haute capacit\u00e9. Les cathodes \u00e0 haute tension et les anodes en lithium m\u00e9tal sont des choix id\u00e9aux.<br \/>Par cons\u00e9quent, l'\u00e9lectrolyte doit pr\u00e9senter une stabilit\u00e9 redox \u00e9lev\u00e9e. Les \u00e9lectrolytes \u00e0 base de polym\u00e8res g\u00e9lifi\u00e9s tels que le PVDF et le PAN peuvent r\u00e9pondre \u00e0 cette exigence, mais une grande quantit\u00e9 d'additifs liquides est n\u00e9cessaire et la s\u00e9curit\u00e9 est limit\u00e9e.<br \/>En outre, certains polym\u00e8res r\u00e9sistants \u00e0 l'oxydation, tels que le PAN, sont incompatibles avec les anodes en lithium m\u00e9tal.<\/p><p>La conception asym\u00e9trique d'\u00e9lectrolytes polym\u00e8res multicouches et d'interfaces Janus est une solution opportune et est consid\u00e9r\u00e9e comme une direction potentielle pour la construction de SSE minces dans les ASSLB \u00e0 haute pression. Il convient de noter que la stabilit\u00e9 \u00e0 l'oxydation des SSE est proche de 5 V, bien que de nombreuses \u00e9tudes le signalent par balayage CV ou LSV.<\/p><p>Mais lors des essais sur cellules compl\u00e8tes, la tension d'essai inf\u00e9rieure est principalement due \u00e0 la d\u00e9composition de l'\u00e9lectrolyte et \u00e0 l'instabilit\u00e9 de l'interphase \u00e0 des tensions plus \u00e9lev\u00e9es, et l'extension de la fen\u00eatre de tension de l'ESS est b\u00e9n\u00e9fique pour am\u00e9liorer la densit\u00e9 d'\u00e9nergie de la cathode.<br \/>Les \u00e9lectrolytes \u00e0 l'\u00e9tat solide offrent une possibilit\u00e9 de d\u00e9veloppement des batteries Li-S car on pense qu'ils suppriment l'effet de navette.<\/p><p>L'int\u00e9gration d'une cathode de soufre \u00e0 l'ESS peut r\u00e9duire la r\u00e9sistance interfaciale et permettre de former des ESS minces. En outre, comme pour les ASSLB \u00e0 haute tension, des conceptions bicouches ou asym\u00e9triques d'ESS avec diff\u00e9rentes fonctionnalit\u00e9s devraient \u00eatre explor\u00e9es pour relever les d\u00e9fis des navettes de polysulfure, de la conductivit\u00e9 ionique et de la r\u00e9sistance m\u00e9canique.<\/p><p>In addition, the application of electrode-supported SSE in bipolar plate batteries and framework-supported SSE in flexible batteries has also received increasing research attention.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-35435\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry.jpg\" alt=\"Les films d&#039;ESS robustes ont suscit\u00e9 une attention croissante de la part du monde universitaire et de l&#039;industrie\" width=\"1000\" height=\"490\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry-300x147.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry-768x376.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/robust-SSE-films-have-attracted-increasing-attention-from-academia-and-industry-600x294.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h2 id=\"Summary_and_outlook\">R\u00e9sum\u00e9 et perspectives<\/h2><p>Le remplacement des \u00e9lectrolytes liquides par l'ESS rend les LMB prometteurs pour les syst\u00e8mes de stockage d'\u00e9nergie de la prochaine g\u00e9n\u00e9ration. Les auteurs pr\u00e9sentent bri\u00e8vement les principaux d\u00e9fis et les d\u00e9veloppements r\u00e9cents en mati\u00e8re d'ESS, et analysent la relation entre l'\u00e9paisseur de l'\u00e9lectrolyte et la densit\u00e9 d'\u00e9nergie (densit\u00e9 d'\u00e9nergie gravim\u00e9trique et volum\u00e9trique) pour diff\u00e9rents syst\u00e8mes.<\/p><p>Les strat\u00e9gies respectives de minimisation de l'\u00e9paisseur du film SSE pour diff\u00e9rents syst\u00e8mes \u00e9lectrolytiques sont mises en \u00e9vidence, ainsi que les solutions adapt\u00e9es \u00e0 la production \u00e0 grande \u00e9chelle.<\/p><p>Les auteurs soulignent que la facilit\u00e9 de fabrication et le co\u00fbt sont des param\u00e8tres cl\u00e9s dans le processus allant des \u00e9tudes de laboratoire \u00e0 la production industrielle par lots, et que l'ESS synth\u00e9tis\u00e9 \u00e0 l'aide de mat\u00e9riaux disponibles dans le commerce ou de biomasse semble plus prometteur pour les applications \u00e0 court terme des ASSLB \u00e0 haute densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p><p>Il est \u00e9galement rappel\u00e9 qu'il existe encore un large foss\u00e9 entre les d\u00e9couvertes scientifiques en laboratoire et les applications industrielles, et que pour obtenir des \u00e9valuations pratiques des performances \u00e9lectrochimiques et de la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, les performances r\u00e9elles des \u00e9lectrolytes minces \u00e0 l'\u00e9tat solide doivent \u00eatre test\u00e9es dans un environnement de batterie \u00e0 grande poche, proche de la mise en \u0153uvre commerciale. Il existe d\u00e9j\u00e0 quelques <a href=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/top-10-solid-state-battery-companies-in-2022\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #333399; text-decoration: underline;\">soci\u00e9t\u00e9s de batteries \u00e0 l'\u00e9tat solide<\/span><\/span><\/a> qui y travaillent. La conception et le d\u00e9veloppement de films d'ESS minces et robustes ont attir\u00e9 une attention croissante de la part des universit\u00e9s et de l'industrie, et d'autres perc\u00e9es sont attendues dans un avenir proche.<\/p><\/div><div><p><div class=\"ast-oembed-container\" style=\"height: 100%;\"><iframe title=\"Tycorun Energy Fabricants de piles au lithium-ion\" width=\"500\" height=\"281\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/OkCWqzBdtYw?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/div><\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>High energy all solid state battery mass production- noticing the electrolyte thickness Research background Introduction Graphical 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[&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":35431,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","ast-disable-related-posts":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center 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