{"id":43866,"date":"2022-06-02T05:48:17","date_gmt":"2022-06-02T05:48:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=43866"},"modified":"2022-06-02T05:48:21","modified_gmt":"2022-06-02T05:48:21","slug":"double-layer-solid-electrolyte-realizes-high-voltage-solid-state-battery","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/double-layer-solid-electrolyte-realizes-high-voltage-solid-state-battery\/","title":{"rendered":"L'\u00e9lectrolyte solide \u00e0 double couche r\u00e9alise une batterie \u00e0 l'\u00e9tat solide \u00e0 haute tension"},"content":{"rendered":"<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"43866\" class=\"elementor elementor-43866\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-fbc67c9 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"fbc67c9\" 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-69cbba9\" data-id=\"69cbba9\" 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-0fbb333 elementor-widget elementor-widget-woocommerce-breadcrumb\" data-id=\"0fbb333\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"woocommerce-breadcrumb.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<nav class=\"woocommerce-breadcrumb\" aria-label=\"Breadcrumb\" data-no-translation=\"\" data-trp-gettext=\"\">Accueil<\/nav>\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-00a6350 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"00a6350\" 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-0c40cb0\" data-id=\"0c40cb0\" 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-bb8dc36 elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"bb8dc36\" 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\">L'\u00e9lectrolyte solide double couche permet de r\u00e9aliser une batterie \u00e0 l'\u00e9tat solide \u00e0 haute tension<\/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-56262d2 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default\" data-id=\"56262d2\" 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-a055118\" data-id=\"a055118\" 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-16d461c elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"16d461c\" 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=\"#Introduction\">Introduction<\/a><\/li><li><a href=\"#QDL-CPE_design_and_physical_properties\">Conception et propri\u00e9t\u00e9s physiques du QDL-CPE<\/a><\/li><li><a href=\"#Analysis_of_electrolyte_bonding_and_redox_properties\">Analyse de la liaison \u00e9lectrolytique et des propri\u00e9t\u00e9s d'oxydor\u00e9duction<\/a><\/li><li><a href=\"#In_situ_electrochemical_confocal_system_testing\">Test du syst\u00e8me confocal \u00e9lectrochimique in situ<\/a><\/li><li><a href=\"#Electrochemical_properties_of_PSSB\">Propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectrochimiques du PSSB<\/a><\/li><li><a href=\"#Summary_and_outlook\">R\u00e9sum\u00e9 et perspectives<\/a><\/li><\/ol><\/div><p>Pendant longtemps, la plupart des batteries lithium-ion commerciales traditionnelles ont utilis\u00e9 des \u00e9lectrolytes organiques volatils et inflammables, qui posent une s\u00e9rie de probl\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9. <a href=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/the-solid-state-electrolyte-battery-conundrum-mechano-electrochemical-effects\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #333399; text-decoration: underline;\">\u00c9lectrolyte \u00e0 l'\u00e9tat solide<\/span><\/span><\/a> ont fait l'objet d'une grande attention en raison de leur s\u00e9curit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e et de leur bonne stabilit\u00e9 thermique. <a href=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/the-ultimate-energy-source-high-voltage-battery\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #333399; text-decoration: underline;\">quelle batterie a la tension la plus \u00e9lev\u00e9e<\/span><\/span><\/a> avec plus de s\u00e9curit\u00e9\uff1f<\/p><p><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43879\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes.jpg\" alt=\"Les batteries lithium-ion commerciales utilisent principalement des \u00e9lectrolytes organiques volatils et inflammables.\" width=\"1000\" height=\"536\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes-300x161.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes-768x412.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Commercial-lithium-ion-batteries-mostly-use-volatile-and-flammable-organic-electrolytes-600x322.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><p>Parmi eux, les \u00e9lectrolytes polym\u00e8res (SPE) pr\u00e9sentent les avantages de la flexibilit\u00e9, d'un processus de fabrication simple et d'un bon contact interfacial, mais ils souffrent \u00e9galement d'une faible conductivit\u00e9 ionique \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, d'une mauvaise stabilit\u00e9 de l'interface entre les \u00e9lectrodes positives et n\u00e9gatives et d'une fen\u00eatre de tension de fonctionnement relativement \u00e9troite.<\/p><p>La dispersion de charges inorganiques actives dans des matrices polym\u00e8res pour former des \u00e9lectrolytes polym\u00e8res composites (EPC) permet d'am\u00e9liorer la conductivit\u00e9 ionique et la r\u00e9sistance m\u00e9canique. En outre, l'introduction de plastifiants peut encore am\u00e9liorer la conductivit\u00e9 ionique des CPE.<\/p><p>Cependant, l'\u00e9cart \u00e9nerg\u00e9tique d'un seul CPE reste \u00e9troit et ne peut pas \u00e9largir la fen\u00eatre \u00e9lectrochimique de l'\u00e9lectrolyte. La construction d'\u00e9lectrolytes polym\u00e8res bicouches devrait permettre de r\u00e9soudre les probl\u00e8mes susmentionn\u00e9s.<\/p><p>Cependant, la SPE bicouche entra\u00eene une r\u00e9sistance interfaciale polym\u00e8re\/polym\u00e8re suppl\u00e9mentaire, une faible compatibilit\u00e9 interfaciale avec l'\u00e9lectrolyte et des voies de migration du Li+ discontinues. Il est donc n\u00e9cessaire de concevoir et de construire des SPE bicouches pr\u00e9sentant une conductivit\u00e9 ionique \u00e9lev\u00e9e, une faible r\u00e9sistance interfaciale et une forte r\u00e9sistance \u00e0 l'oxydation.<\/p><h2 id=\"Introduction\">Introduction<\/h2><p>Une nouvelle quasi-couche a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9e en ajoutant des plastifiants \u00e0 haute stabilit\u00e9 \u00e0 l'oxydation (carbonate de propyl\u00e8ne) et \u00e0 haute stabilit\u00e9 \u00e0 la r\u00e9duction (diglyme) aux \u00e9lectrolytes polym\u00e8res composites CPE \u00e0 base de fluorure de vinylid\u00e8ne (PVDF) (QDL-CPE).<\/p><p>La polym\u00e9risation in situ du carbonate de propyl\u00e8ne peut former un film d'interface cathode-\u00e9lectrolyte (CEI) avec une capacit\u00e9 antioxydante accrue. La r\u00e9action de substitution nucl\u00e9ophile entre le diglyme et le PVDF augmente la stabilit\u00e9 de la r\u00e9duction de l'\u00e9lectrolyte du c\u00f4t\u00e9 de l'anode et supprime la formation de dendrites de lithium.<\/p><p>Les QDL-CPE poss\u00e8dent une conductivit\u00e9 ionique \u00e9lev\u00e9e, une large fen\u00eatre \u00e9lectrochimique, une interface \u00e9lectrode\/\u00e9lectrolyte stable et aucune r\u00e9sistance suppl\u00e9mentaire \u00e0 l'interface \u00e9lectrolyte\/\u00e9lectrolyte. Par cons\u00e9quent, les QDL-CPE am\u00e9liorent les performances de cyclage des piles \u00e0 carbone dur NCM811\/\/QDL-CPE\/\/ \u00e0 temp\u00e9rature ambiante.<\/p><h2 id=\"QDL-CPE_design_and_physical_properties\">Conception et propri\u00e9t\u00e9s physiques du QDL-CPE<\/h2><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43872\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB.jpg\" alt=\"Sch\u00e9ma de la strat\u00e9gie de conception du QDL-CPE et du PSSB\" width=\"1000\" height=\"652\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB-300x196.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB-768x501.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Schematic-diagram-of-the-design-strategy-of-QDL-CPE-and-PSSB-600x391.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figure 1. a) Sch\u00e9ma de la strat\u00e9gie de conception du QDL-CPE et du PSSB ; b-d) images SEM et e) conductivit\u00e9 ionique du QDL-CPE avant et apr\u00e8s vieillissement. La figure 1a montre qu'afin de satisfaire \u00e0 la fois la compatibilit\u00e9 \u00e0 haute tension du c\u00f4t\u00e9 positif et la faible r\u00e9activit\u00e9 du c\u00f4t\u00e9 n\u00e9gatif,<\/p><p>Diff\u00e9rents plastifiants PC et DGM ont \u00e9t\u00e9 ajout\u00e9s aux PLL-CPE pour obtenir des P-PLL-CPE et des D-PLL-CPE pour former des QDL-CPE. Contrairement aux CPE bicouches conventionnels, les QDL-CPE sont con\u00e7us avec la m\u00eame composition de base, \u00e0 l'exception du plastifiant, ce qui permet d'\u00e9liminer l'interface de contact des diff\u00e9rents \u00e9lectrolytes et donc d'\u00e9viter une r\u00e9sistance interfaciale \u00e9lev\u00e9e.<\/p><p>Par cons\u00e9quent, sur la base des interactions intermol\u00e9culaires du PVDF, du LLZO, du LiTFSI et du PC ou du DGM, les QDL-CPE devraient atteindre une compatibilit\u00e9 de tension \u00e9lev\u00e9e, une conductivit\u00e9 ionique \u00e9lev\u00e9e et une stabilit\u00e9 de l'interface \u00e9lectrode\/\u00e9lectrolyte \u00e0 la fois sur les cathodes et les anodes.<\/p><p>Les images de microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (MEB) ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 (Fig. 1b-d) qu'il y avait une interface polym\u00e8re\/polym\u00e8re visible dans le QDL-CPE initial par rapport au CPE simple. Cependant, apr\u00e8s vieillissement, l'interface visible dans les QDL-CPE a disparu, ce qui implique une r\u00e9sistance d'interface presque nulle dans les QDL-CPE.<\/p><p>En outre, la figure 1e montre que, avant le vieillissement, le CPE simple pr\u00e9sente une conductivit\u00e9 ionique plus \u00e9lev\u00e9e que le QDL-CPE en raison de la pr\u00e9sence de l'interface polym\u00e8re\/polym\u00e8re dans le QDL-CPE. Apr\u00e8s vieillissement, ils pr\u00e9sentent une conductivit\u00e9 ionique similaire, environ 1,3 \u00d7 10-4 S cm-1 \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, ce qui confirme qu'il n'y a pratiquement pas d'imp\u00e9dance interfaciale entre le D-PLL-CPE et le P-PLL-CPE dans le QDL-CPE.<\/p><p>Par cons\u00e9quent, le QDL-CPE peut maintenir une conductivit\u00e9 ionique \u00e9lev\u00e9e, une interface \u00e9lectrode-\u00e9lectrolyte \u00e9troite, et devrait poss\u00e9der des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectrochimiques interfaciales uniques pour les applications d'\u00e9lectrodes positives et n\u00e9gatives.<\/p><p>La figure 2a-c montre que le P-PLL-CPE est capable de recouvrir enti\u00e8rement les particules de NCM811 et de former un rev\u00eatement conforme pour former une couche artificielle de CEI d'une \u00e9paisseur de 15 \u00e0 30 nm. Aucun vide n'a \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9 entre la couche artificielle de CEI et le NCM811 (figure 2c), ce qui implique qu'elle est rest\u00e9e stable pendant le cycle sans perte de contact.<\/p><p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43873\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles.jpg\" alt=\"Images SEM du NCM811 dans le P-PLL-CPE avant et apr\u00e8s 5 cycles\" width=\"1000\" height=\"726\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles-300x218.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles-768x558.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/SEM-images-of-NCM811-in-P-PLL-CPE-before-and-after-5-cycles-600x436.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figure 2, a, b) Images SEM de NCM811 dans P-PLL-CPE avant et apr\u00e8s 5 cycles ; c) Images TEM de NCM811 dans P-PLL-CPE apr\u00e8s 5 cycles ;<br \/>d, e) Images SEM du carbone dur dans les D-PLL-CPE avant et apr\u00e8s 5 cycles ;<br \/>f) Image HRTEM du carbone dur dans le D-PLL-CPE apr\u00e8s 5 cycles ; NCM811 c\u00f4t\u00e9 positif du P-PLL-CPE<br \/>g) Spectres XPS \u00e0 haute r\u00e9solution de F1s et h) C1s ; i) Spectres XPS \u00e0 haute r\u00e9solution de F1s et j) C1s de D-PLL-CPE du c\u00f4t\u00e9 de l'anode en carbone dur.<\/p><p>Pour le c\u00f4t\u00e9 n\u00e9gatif, l'\u00e9lectrode n\u00e9gative au lithium est remplac\u00e9e par du carbone dur en raison de l'instabilit\u00e9 du lithium m\u00e9tal. La figure 2d montre que le carbone dur est recouvert d'une couche de D-PLL-CPE, ce qui indique que le carbone dur a une bonne compatibilit\u00e9 avec le D-PLL-CPE.<\/p><p>Les images de microscopie \u00e9lectronique \u00e0 transmission \u00e0 haute r\u00e9solution (HRTEM) (Fig. 2e, 2f) montrent que la couche de D-PLL-CPE sur le carbone dur dispara\u00eet apr\u00e8s le cyclage, ce qui indique qu'il n'y a pas de couche de passivation du c\u00f4t\u00e9 de l'anode, ce qui faciliterait le transport des ions lithium.<\/p><p>En outre, la XPS a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que le LiF \u00e9tait form\u00e9 in situ dans l'\u00e9lectrolyte \u00e0 base de PVDF (figure 2g-j). Le LiF pr\u00e9form\u00e9 est dispers\u00e9 dans l'\u00e9lectrolyte, une couche de charge d'espace du conducteur Li+, qui facilite le transport des ions (figures 2g et 2i). Les figures 2h et 2j montrent que le signal de C1s est rest\u00e9 largement inchang\u00e9 apr\u00e8s le cycle, ce qui indique que la formation de LiF n'a pas affect\u00e9 la stabilit\u00e9 du polym\u00e8re.<\/p><h2 id=\"Analysis_of_electrolyte_bonding_and_redox_properties\">Analyse de la liaison \u00e9lectrolytique et des propri\u00e9t\u00e9s d'oxydor\u00e9duction<\/h2><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43870\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1.jpg\" alt=\"Spectre FTIR et b) spectre SSNMR de P-PLL-CPE\" width=\"1000\" height=\"898\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1-300x269.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1-768x690.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/FTIR-spectrum-and-b-SSNMR-spectrum-of-P-PLL-CPE-1-600x539.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figure 3. a) Spectre FTIR et b) spectre SSNMR du P-PLL-CPE ; c) niveaux d'\u00e9nergie HOMO et LUMO des composants de l'\u00e9lectrolyte calcul\u00e9s sur la base de la th\u00e9orie de la fonctionnelle de la densit\u00e9 (DFT) ; d) spectre FTIR du D-PLL-CPE et e) spectres SSNMR ; f) comparaison des \u00e9nergies de dissociation et d'adsorption.<\/p><p>Pour mieux comprendre les interactions intermol\u00e9culaires dans les \u00e9lectrolytes, les P-PLL-CPE et les D-PLL-CPE ont \u00e9t\u00e9 caract\u00e9ris\u00e9s par spectroscopie infrarouge \u00e0 transform\u00e9e de Fourier (FTIR) et par r\u00e9sonance magn\u00e9tique nucl\u00e9aire \u00e0 l'\u00e9tat solide (SSNMR).<\/p><p>La figure 3a montre que les pics \u00e0 1400 et 1790 cm-1 sont attribu\u00e9s aux vibrations C-O-C et C=O du PC dans le P-PLL-CPE. Ils se sont d\u00e9plac\u00e9s vers des hauteurs d'ondes inf\u00e9rieures apr\u00e8s le m\u00e9lange avec NCM811, ce qui indique que le PC s'est agr\u00e9g\u00e9 en PPC \u00e0 la surface de NCM811.<\/p><p>Ceci a \u00e9t\u00e9 confirm\u00e9 par le 13C dans la SSNMR (Fig. 3b). Le pic \u00e0 19 ppm a \u00e9t\u00e9 attribu\u00e9 au plastifiant PC dans le P-PLL-CPE, et lorsqu'il est m\u00e9lang\u00e9 au NCM811, le pic s'est d\u00e9plac\u00e9 vers un angle faible, ce qui indique une polym\u00e9risation par ouverture de cycle du PC.<\/p><p>Lorsque le PC est polym\u00e9ris\u00e9 en PPC, la diminution de l'\u00e9nergie de l'orbitale HOMO indique que la stabilit\u00e9 oxydative est am\u00e9lior\u00e9e (Fig. 3c), ce qui est plus b\u00e9n\u00e9fique pour prot\u00e9ger le mat\u00e9riau de la cathode \u00e0 l'\u00e9tat charg\u00e9.<\/p><p>Lors de la pr\u00e9paration du D-PLL-CPE, les vibrations C-O-C du DGM (Fig. 3d) ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9plac\u00e9es de 1100 cm-1 \u00e0 1175 cm-1, indiquant une r\u00e9action de substitution nucl\u00e9ophile entre le DGM et le PVDF.<\/p><p>En outre, dans le spectre SSNMR, le pic C-H \u00e0 44 ppm dans le PVDF \u00e9tait clairement s\u00e9par\u00e9, indiquant que le DGM \u00e9tait connect\u00e9 \u00e0 la liaison C-H du PVDF (Fig. 3e). Apr\u00e8s avoir m\u00e9lang\u00e9 du D-PLL-CPE avec du carbone dur, le copolym\u00e8re (PVDF-DGM) n'a montr\u00e9 aucun changement structurel, m\u00eame apr\u00e8s un cycle (Fig. 3b).<\/p><p>Apr\u00e8s le remplacement de l'hydrog\u00e8ne du PVDF par le DGM, la LUMO est pass\u00e9e de -0,77 eV \u00e0 -0,38 eV, ce qui a am\u00e9lior\u00e9 la stabilit\u00e9 de la r\u00e9duction des D-PLL-CPE (Fig. 3c).<\/p><p>De plus, l'\u00e9nergie d'adsorption du PVDF-DGM pour le Li+ (-379,63 KJ\/mol) est plus \u00e9lev\u00e9e que celle du PVDF pour le Li+ (-369,46 KJ\/mol) (Fig. 3f), ce qui indique que le PVDF-DGM est plus favorable \u00e0 la dissociation du LiTFSI, am\u00e9liorant ainsi le transport du Li+.<\/p><h2 id=\"In_situ_electrochemical_confocal_system_testing\">Test du syst\u00e8me confocal \u00e9lectrochimique in situ<\/h2><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43869\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling.jpg\" alt=\"Courbes de charge et de d\u00e9charge et variations de volume pendant le cyclage\" width=\"1000\" height=\"795\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling-300x239.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling-768x611.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/Charge-discharge-curves-and-volume-changes-during-cycling-600x477.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figure 4. a) Courbes de charge-d\u00e9charge et changements de volume pendant le cyclage ; b) Photographies \u00e0 diff\u00e9rents \u00e9tats de charge-d\u00e9charge.<\/p><p>La croissance de dendrites de Li sur l'interface anode\/\u00e9lectrolyte et les changements dans l'expansion et la contraction de l'\u00e9lectrode pendant le cyclage peuvent endommager l'interface \u00e9lectrode\/\u00e9lectrolyte et conduire \u00e0 une mauvaise performance \u00e9lectrochimique de la batterie.<\/p><p>Par cons\u00e9quent, la caract\u00e9risation ECCS in situ a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour \u00e9tudier la stabilit\u00e9 structurelle et chimique de l'interface D-PLL-CPE\/carbone dur. La figure 4a montre que, d'apr\u00e8s le m\u00e9canisme d'intercalation, le carbone dur n'a pratiquement pas d'expansion de volume. Les D-PLL-CPE se contractent lorsqu'ils sont charg\u00e9s et se dilatent lorsqu'ils sont d\u00e9charg\u00e9s.<\/p><p>La figure 4b montre qu'une interface \u00e9troite D-PLL-CPE\/carbone dur peut \u00eatre observ\u00e9e avant et apr\u00e8s le vieillissement. Apr\u00e8s l'insertion du Li+, la r\u00e9gion du carbone dur devient jaune. Lorsque le Li+ est lib\u00e9r\u00e9, la couleur revient progressivement \u00e0 son \u00e9tat ant\u00e9rieur.<\/p><p>Cependant, le Li+ ins\u00e9r\u00e9 ne peut pas \u00eatre compl\u00e8tement extrait, ce qui entra\u00eene une perte d'efficacit\u00e9 coulombienne (CE). Cependant, \u00e0 l'interface entre le carbone dur et le D-PLL-CPE, aucune dendrite de lithium ne s'est form\u00e9e. L'interface stable et compacte entre les D-PLL-CPE et le carbone dur peut r\u00e9duire le potentiel local et donc \u00e9viter la formation de dendrites de lithium.<\/p><p>En outre, aucune d\u00e9faillance de contact n'a \u00e9t\u00e9 constat\u00e9e dans l'interface D-PLL-CPEs\/carbone dur, ce qui contribuerait \u00e0 l'excellente performance du taux et \u00e0 la stabilit\u00e9 du cycle.<\/p><h2 id=\"Electrochemical_properties_of_PSSB\">Propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectrochimiques du PSSB<\/h2><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43871\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811.jpg\" alt=\"NCM811\" width=\"1000\" height=\"738\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811-300x221.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811-768x567.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/NCM811-600x443.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><br \/>Figure 5. NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/Li<br \/>a) Courbe de charge-d\u00e9charge et b) performance du cycle \u00e0 1 C ; c) Courbe de charge-d\u00e9charge de NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/hard carbon ; d) Performance du cycle de PSSB bas\u00e9e sur diff\u00e9rents \u00e9lectrolytes ; e) Spectres EIS de NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/hard carbon sous diff\u00e9rents cycles ; f) Performance du taux de PSSB bas\u00e9e sur diff\u00e9rents \u00e9lectrolytes ; g) Performance \u00e0 long cycle de NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/hard carbon \u00e0 1 C.<\/p><p>La figure 5a-b montre que les cellules NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/Li pr\u00e9sentent une efficacit\u00e9 coulombienne initiale \u00e9lev\u00e9e (ICE) de 82,8% dans la plage de tension de 3-4,8 V lorsque la cathode NCM811 \u00e0 haute tension est appari\u00e9e \u00e0 l'anode m\u00e9tallique Li. .<\/p><p>La capacit\u00e9 sp\u00e9cifique de 136,5 mAh g-1 a \u00e9t\u00e9 maintenue apr\u00e8s 100 cycles sans formation de dendrites de lithium, ce qui indique que le QDL-CPE poss\u00e8de une r\u00e9sistance \u00e9lev\u00e9e \u00e0 l'oxydation, une large fen\u00eatre \u00e9lectrochimique et des propri\u00e9t\u00e9s interfaciales stables.<\/p><p>La figure 5c montre que l'ICE des cellules NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/ en carbone dur est de 74,2%. En outre, par rapport aux cellules P-PPL-CPE et D-PPL-CPE pures, la batterie QDL-CPE a une capacit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e et une stabilit\u00e9 de cycle plus longue (figure 5c). La batterie QDL-CPE a une capacit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e et une stabilit\u00e9 de cycle plus longue (Fig. 5d), ce qui indique que le QDL-CPE peut r\u00e9pondre \u00e0 diff\u00e9rentes exigences pour les propri\u00e9t\u00e9s des interfaces positives et n\u00e9gatives.<\/p><p>La figure 5e montre que la r\u00e9sistance de transfert de charge (Rct) diminue apr\u00e8s plusieurs cycles, mais que la r\u00e9sistance d'interface (Rf) reste pratiquement inchang\u00e9e. Cela signifie que la CEI est stable, qu'aucune nouvelle couche de passivation ne se forme pendant les cycles et qu'il n'y a pas de changement structurel dans le mat\u00e9riau de l'\u00e9lectrode.<\/p><p>Un Rct plus petit sera b\u00e9n\u00e9fique pour am\u00e9liorer les performances de grossissement. Les capacit\u00e9s des cellules NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/ en carbone dur \u00e0 0,1, 0,2, 0,5, 1 et 2 C sont respectivement de 174,6, 167,4, 132,1, 109,2 et 87,9 mAh g-1. Lorsque la densit\u00e9 de courant a \u00e9t\u00e9 ramen\u00e9e \u00e0 0,1 C, la capacit\u00e9 a \u00e9t\u00e9 r\u00e9tablie \u00e0 170,1 mAh g-1 (figure 5f). M\u00eame \u00e0 1 C, il y a encore une r\u00e9tention de capacit\u00e9 de 80,2% apr\u00e8s 200 cycles (Fig. 5g).<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-43878\" src=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes.jpg\" alt=\"L&#039;\u00e9lectrolyte \u00e0 double couche permet la formation d&#039;interfaces diff\u00e9rentes sur les \u00e9lectrodes positives et n\u00e9gatives.\" width=\"1000\" height=\"566\" srcset=\"https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes.jpg 1000w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes-300x170.jpg 300w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes-768x435.jpg 768w, https:\/\/www.takomabattery.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/The-double-layerr-electrolyte-enables-the-formation-of-different-interfaces-on-the-positive-and-negative-electrodes-600x340.jpg 600w\" sizes=\"(max-width: 1000px) 100vw, 1000px\" \/><\/p><h2 id=\"Summary_and_outlook\">R\u00e9sum\u00e9 et perspectives<\/h2><p>Dans cet article, un nouveau concept de QDL-CPE est propos\u00e9 en introduisant diff\u00e9rents types de plastifiants PC et DGM dans le PVDF\/LLZO\/LiTFSI CPE. Dans le QDL-CPE, il n'y a pas de r\u00e9sistance interfaciale suppl\u00e9mentaire entre l'\u00e9lectrolyte et l'\u00e9lectrolyte, et il est possible d'obtenir simultan\u00e9ment une conductivit\u00e9 ionique \u00e9lev\u00e9e, une large fen\u00eatre \u00e9lectrochimique et une stabilit\u00e9 interfaciale.<\/p><p>L'\u00e9lectrolyte bicouche permet la formation de diff\u00e9rentes interfaces sur les \u00e9lectrodes positives et n\u00e9gatives, dans lesquelles une couche stable de type CEI peut \u00eatre obtenue sur le c\u00f4t\u00e9 positif du NCM811, alors qu'aucun SEI n'est pr\u00e9sent sur l'\u00e9lectrode n\u00e9gative en carbone dur. En outre, aucune dendrite de lithium ne s'est form\u00e9e pendant le cyclage.<\/p><p>Deuxi\u00e8mement, la polym\u00e9risation in situ du PC peut am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 antioxydante des P-PLL-CPE, tandis que la r\u00e9action de substitution nucl\u00e9ophile du DGM et du PVDF peut am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 \u00e0 basse tension des D-PLL-CPE.<\/p><p>Enfin, le PVDF-DGM est plus propice \u00e0 la dissociation des sels de lithium et facilite le transport du Li+. Tous ces avantages am\u00e9liorent la performance \u00e9lectrochimique des cellules NCM811\/\/QDL-CPEs\/\/hard carbon full cells \u00e0 temp\u00e9rature ambiante. Enfin, si vous souhaitez obtenir des informations sur l'industrie des piles \u00e0 l'\u00e9tat solide, vous pouvez consulter les sites suivants <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;\">Les 10 premi\u00e8res entreprises de batteries \u00e0 semi-conducteurs<\/span><\/span><\/a> en 2022.<\/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>Double-layer solid electrolyte realizes high-voltage solid-state battery Introduction QDL-CPE design and physical properties Analysis of electrolyte bonding and redox properties In situ electrochemical confocal system testing Electrochemical properties of PSSB Summary and outlook For a long time, most of the traditional commercial 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