Academic literature on the topic 'Batterie au lithium métallique'
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Journal articles on the topic "Batterie au lithium métallique"
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Lamm, Arnold, Wolfgang Warthmann, Thomas Soczka-Guth, Rainer Kaufmann, Bernd Spier, Peter Friebe, Heiko Stuis, and Christian Mohrdieck. "Lithium-Ionen-Batterie." ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift 111, no. 7-8 (July 2009): 490–99. http://dx.doi.org/10.1007/bf03222086.
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2
von Borck, Felix, Bjoern Eberleh, and Stephen Raiser. "Lithium-Ionen-Batterie." ATZelektronik 5, no. 4 (July 2010): 8–13. http://dx.doi.org/10.1007/bf03224015.
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3
Kupper, Christian. "Kraft‐Wärme‐Kopplung für Hybridspeicher." CITplus 27, no. 1-2 (February 2024): 32–33. http://dx.doi.org/10.1002/citp.202400109.
Full textAbstract:
AbstractDer Ausbau erneuerbarer Energien erfordert zukünftig große Kapazitäten von Energiespeichern. Alternativen zur Lithium‐Ionen‐Technologie sind Flüssigbatterie bzw. Flow‐Batterie. Im Projekt BiFlow hat das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Chemische Technologie ICT und der 1st Flow Energy Solutions ein neuartiges Hybridspeichersystem entwickelt, welches die spezifischen Vorteile der Lithium‐Ionen‐Batterie und der Flow‐Batterie kombinier und dabei die Abwärme nutzt.
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Gerl, Stefan. "Lithium‐Ionen‐Batterie‐Elektroden neu denken." CITplus 26, no. 9 (September 2023): 32–34. http://dx.doi.org/10.1002/citp.202300916.
Full textAbstract:
AbstractDen CO2 Ausstoß minimieren und die Kosten senken. Das sind wesentliche Ziele, die Hersteller von Energiespeichern aktuell verfolgen. Die wichtigsten Stellhebel liegen in der Elektrodenfertigung. Sie unterliegt daher starken technologischen Veränderungen. Im Vormarsch sind Trockenelektroden, die maximale Wirtschaftlichkeit versprechen.
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Meißner, Carsten. "Brandschutz für stationäre Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeichersysteme." Technische Sicherheit 11, no. 05-06 (2021): 19–21. http://dx.doi.org/10.37544/2191-0073-2021-05-06-19.
Full textAbstract:
Die aktuellen Normen & Richtlinien wie beispielsweise die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV), Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU sowie die EMV-Richtlinie für elektromagnetische Verträglichkeit (EMV-Richtlinie 2004/108/EG) bilden ein gutes Grundgerüst, zeigen aber zeitgleich auf, dass es für stationäre Lithium-Ionen-Energiespeichersysteme noch nicht die Richtlinien für ein umfassendes Brandschutzkonzept gibt. Aus brandschutztechnischer Sicht stellen diese Container hohe und komplexe Anforderungen dar. Ein VdS-anerkanntes, von Siemens entwickeltes Schutzkonzept erfüllt über die aktuellen Richtlinien hinaus spezifische Anforderungen für Lithium-Ionen Speicher durch die Kombination leistungsfähiger Detektions- und Löschtechnik.
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Helms, Hartmut, Jens Ristau, and Walter Jansen. "Niedertemperatur-Zink-Schwefel-und Lithium-Schwefel-Batterie." CHEMKON 6, no. 4 (1999): 178–84. http://dx.doi.org/10.1002/ckon.19990060404.
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Freunberger, Stefan A., Yuhui Chen, Nicholas E. Drewett, Laurence J. Hardwick, Fanny Bardé, and Peter G. Bruce. "Die Lithium-Sauerstoff-Batterie mit etherbasierten Elektrolyten." Angewandte Chemie 123, no. 37 (July 29, 2011): 8768–72. http://dx.doi.org/10.1002/ange.201102357.
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8
Keller, Michael, Peter Birke, Michael Schiemann, and Uwe Möhrstädt. "Lithium-Ionen-Batterie — Entwicklungen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge." ATZelektronik 4, no. 2 (March 2009): 16–23. http://dx.doi.org/10.1007/bf03223950.
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Welter, Kira. "Die Lithium‐Ionen‐Batterie: Eine Erfindung voller Energie." Chemie in unserer Zeit 53, no. 6 (December 2019): 362–64. http://dx.doi.org/10.1002/ciuz.201980071.
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Yang, Ben, Shiqi Zhang, Yan Wang, Shilei Dai, Xin Wang, Quan Sun, Yunhui Huang, and Jia Huang. "Highly sensitive 2D organic field-effect transistors for the detection of lithium-ion battery electrolyte leakage." Chemical Communications 57, no. 28 (2021): 3464–67. http://dx.doi.org/10.1039/d1cc00086a.
Full textDissertations / Theses on the topic "Batterie au lithium métallique"
1
Ngo, Hoang Phuong Khanh. "Développement et caractérisation des électrolytes plus sûrs et versatiles pour les batteries au lithium métallique ou post-lithium." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI076.
Full textAbstract:
Les problèmes de sécurité liés aux fuites de produits chimiques, au chauffage externe ou aux explosions sont un frein au développement de dispositifs de stockage renouvelables à base d’électrolytes liquides. La sécurité des batteries nécessite le développement de nouvelles technologies telles que les électrolytes à base de liquide ionique ou de membranes polymères conductrices. Simultanément, et face à l’épuisement des ressources en lithium, la tendance énergétique cherche à privilégier le développement de piles rechargeables à base d’éléments abondants, tels que les métaux alcalins / alcalino-terreux. Une meilleure compréhension du comportement conducteur cationique de ces électrolytes est nécessaire pour développer des batteries au lithium et post-lithium de haute sécurité.Le premier objectif de ce travail était axé sur les propriétés de transport dans des électrolytes liquides ioniques obtenus en dissolvant des sels alcalin/alcalino-terreux dans un liquide ionique, le BMIm TFSI. Ces mélanges possèdent des caractéristiques prometteuses telles qu'une faible tension de vapeur, une ininflammabilité, une stabilité thermique élevée et une bonne conductivité ionique. Ces électrolytes ont été étudiés par une appoche multitechnique pour une description thermodynamique (propriétés thermiques), dynamique (viscosité, conductivité ionique, coefficients d'auto-diffusion des différentes espèces) et structurale (spectroscopies IR et Raman). Ces travaux ont permis de montrer que le comportement du transport cationique dans ces électrolytes liquide-ionique est fortement influencé par la natutre et la concentration des cations. Ces variations dépendent de la viscosité, qui sont reliés à la sphère de coordination des ions alcalins/alcalino-terreux dissous.Un autre partie de ce travail présente le développement de nouveaux ionomères à base de POE comme électrolytes solides pour des batteries rechargeables au lithium ou de génération post-lithium. Ces matériaux, ionomères réticulés et copolymères, présentent un nombre de transport ionique pratiquement égal à 1. L'excellent comportement en cyclage dans une batterie symétrique au lithium-métallique ont confirmé le bon comportement de l'électrolyte et une réversibiité parfaite de l'intercalation/désintercalation du lithium dans les deux électrodes. Les hautes performances des batteries au lithium métallique utilisant des cathodes LiFePO4, ont confirmé l'adéquation de ces matériaux pour une utilisation en tant qu'électrolytes solides. Un dernier objectif de ce travail a été l'étude du comportement de conductivité des cations alcalins dans différentes matrices de polymère. Grâce au greffage des fonctions anionique, une conductivité cationique unitaire a pu être atteinte, ce qui a permis de mesurer l'effet de la taille du cation sur sa mobilitéSafety issues related to chemical leakage, external heating, or explosion restrain the advancement of renewable storage devices based on classical liquid electrolytes. The urgent need for safer batteries requires new technologies such as the replacement of carbonate solvents by green ionic liquid-based electrolytes or the use of conducting polymer membranes. Moreover, facing a future shortage of raw materials such as lithium, trends are to promote the development of rechargeable batteries based on abundant elements i.e. alkali/alkaline-earth metals. A better understanding of cation conductive behavior in these electrolytes become the mainstream for developing high-security lithium and post-lithium batteries.In this work, the first goal was to focus on the physical and ionic transport properties of several binary systems based on the solution of different alkali/alkaline-earth TFSI salts in a common ionic liquid BMIm TFSI. These ionic liquid electrolytes possess unique characteristics that are promising for electrolyte applications e.g. low vapor pressure, non-inflammable, high thermal stability, with sufficient ionic conductivity. These mixtures are studied with the multi-technique approach to reach thermodynamics (thermal properties), dynamics (viscosity, ionic conductivity self-diffusion coefficients) and structural (IR and Raman spectroscopy) description of these systems. The cationic transport behavior in these ionic liquid electrolytes is strongly influenced by the nature of the cation and its concentration. These viscosity dependent phenomena are related to the alkali/alkaline-earth coordination shell.Another goal of this work is the development of new single-ion conducting polymers based on PEO as solid electrolytes for safer lithium and post-lithium rechargeable batteries. These materials exhibit a cation transference number which nearly reaches unity for the cross-linked ionomers and multi-block copolymers. The cycling tests in symmetric lithium-metal cell affirmed the reversibility of electrolyte with stable lithium plating/stripping between two electrodes. High performances in lithium metal batteries using ‘home-made’ LiFePO4 cathodes demonstrate the potential of these materials as solid electrolytes. An ultimate aim showed the conductivity behavior of the alkali cations in the different polymer matrix. Thanks to the grafting anionic function distributed along the polymer chain, the effect of cation size on its mobility were clearly observed
2
Crosnier, Olivier. "Étude de matériaux métalliques et intermétalliques à base de nickel et d'étain comme électrode négative de batterie à ion lithium." Nantes, 2001. http://www.theses.fr/2001NANT2095.
Full textAbstract:
Le double objectif de ce travail consiste en la compréhension des mécanismes de réaction mis en jeu lors de l'utilisation des composés intermétalliques NixSny comme électrode négative de batterie à ion lithium, ainsi qu'en la recherche d'une matrice capable de maintenir la cohésion entre les particules du matériau actif, comme l'étain, qui subissent de forts changements volumiques lors des cycles charge/décharge de la batterie. Ainsi, les réactions électrochimiques des composés intermétalliques NixSny, synthétisés sous la forme de poudres (Ni3Sn, Ni3Sn2 et Ni3Sn4) ou de couche mince électrodéposée (SiSn), avec le lithium ont été étudiées par différentes méthodes : diffraction et absorption des rayons X, spectroscopie Mössbauer 119Sn, mesures magnétiques. Les résultats obtenus montrent que les composés intermétalliques ne sont pas dissociés en étain et nickel métallique. De plus, la formation des alliages Li/Sn n'est pas clairement mise en évidence, ce qui corrobore les faibles capacités observées pour ces matériaux. .
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Ferrand, Adèle. "Synthèse et caractérisation de copolymères à blocs anioniques utilisés en tant qu'électrolyte solide pour les batteries au lithium métallique." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0131.
Full textAbstract:
L'élaboration de batteries performantes dans le but de promouvoir l’utilisation de véhicules électriques fait partie des stratégies majeures de développement durable. Les batteries constituées d’une électrode de lithium métallique semblent parmi les plus prometteuses. Cependant, cette technologie pose des problèmes de sécurité due à la croissance de dendrites. Afin de supprimer ce phénomène, des travaux sont consacrés à l’élaboration d’électrolytes polymères solides (SPE) combinant une conductivité ionique élevée et des propriétés mécaniques suffisantes pour empêcher cette croissance dendritique. Une des stratégies pour obtenir des SPE présentant l’ensemble des propriétés recherchées est l’élaboration de copolymères à blocs. Ainsi, un bloc POE assurant la conductivité ionique est combiné avec d’autres polymères aux propriétés mécaniques adaptées. À l’heure actuelle, quelques matériaux pourraient répondre à l’ensemble de ces critères, mais seulement à 80°C. L’objectif de cette thèse est de mettre au point un matériau avec de bonnes performances en termes de conductivité ionique et de tenue mécanique à 40 °C. Notre stratégie consiste à diminuer la cristallinité et la température de fusion du POE afin d’optimiser la conductivité à basse température. Plusieurs séries de copolymères à blocs à base de divers POE linéaires et de polymères anioniques ont été synthétisées par NMP. Les copolymères à blocs constitués d’un polycondensat de POE (Tf < 40°C) révèlent une conductivité ionique relativement élevée (1,3×10-6 S.cm-1) à 40°C couplée à une grande rigidité mécanique (Ey=50MPa). Ce nouveau matériau apparaît donc comme un SPE prometteur pour les batteries au lithium métalliqueThe elaboration of efficient batteries to promote the use of electric vehicles is a matter of primary importance for sustainable long-term development. Lithium-Metal Batteries (LMB) are among the most promising. However, such technology presents several safety issues due to dendritic growth. To overcome these drawbacks, studies are performed on solid polymer electrolytes (SPE) that combine both high conductivity and suitable mechanical properties to prevent the dendritic growth. One of the strategies to obtain a SPE displaying all the desired properties is the elaboration of block copolymers. Like so, a PEO bloc with high ionic conductivity is combined with suitable mechanical properties of another polymer. Currently, many materials could meet the different requirements, but only at 80°C. The aim of this thesis is to develop a polymer material offering good performances in terms of ionic conductivity and mechanical rigidity at 40 °C in order to limit the energy loss. Our strategy consists in reducing the crystallinity and the melting temperature of PEO to optimize its conductivity at low temperature. In order to do so, several block copolymer sets constituted of various linear PEO and anionic polymers have been synthesized by NMP. Interestingly, the block copolymers containing PEO with a low degree of crystallinity, due to the limitation of chain stereoregularity, display low melting temperatures (Tf < 40°C). Moreover, the one made of polycondensats of PEO exhibits a relatively high ionic conductivity (1.3×10-6 S.cm-1) at 40 °C while displaying strong mechanical properties (Ey=50MPa). This new material seems to be a promising SPE for LMB
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Issa, Sébastien. "Synthèse et caractérisation d'électrolytes solides hybrides pour les batteries au lithium métal." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2022. http://www.theses.fr/2022AIXM0046.
Full textAbstract:
Les problématiques engendrées par l’extraction et l’utilisation intensives des ressources fossiles ont forcé l’humanité à se tourner vers le développement d’énergies renouvelables et de véhicules électriques. Cependant, ces technologies doivent être couplées à des moyens de stockage de l’énergie efficaces pour exploiter leur potentiel. Les systèmes embarquant une anode de lithium métallique sont particulièrement intéressants car ils présentent une densité d’énergie élevée. Cependant, cette technologie souffre de la formation de dendrites pouvant déclencher des courts-circuits provoquant l’explosion du dispositif. Ainsi, de nombreux efforts ont été consacrés à l’élaboration d’électrolytes solides polymères (SPE) à base de POE permettant de constituer une barrière qui bloque la croissance dendritique tout en préservant les propriétés de conduction ionique. Cependant, la conductivité ionique des SPE à base de POE décroît fortement avec la température. A l’heure actuelle, les meilleurs SPE de la littérature nécessiteraient de fonctionner à 60 °C, ce qui signifie qu’une partie de l’énergie de la batterie sera détournée de son utilisation pour maintenir cette température. Ainsi, l’objectif principal de ce travail de thèse est de concevoir un SPE permettant le fonctionnement de la technologie de batterie au lithium métal à température ambiante. Ces SPE doivent présenter une conductivité ionique élevée à température ambiante (≈ 10-4 S.cm-1) et des propriétés mécaniques permettant l’inhibition du phénomène de croissance dendritique. Pour cela, les objectifs du projet sont focalisés sur le développement de nouveaux SPE nanocomposites et hybridesThe problems caused by the intensive extraction and use of fossil fuels have forced humanity to turn to the development of renewable energies and electric vehicles. However, these technologies need to be coupled with efficient energy storage means to exploit their potential. Lithium metal anode systems are particularly interesting because they have a high energy density. However, this technology suffers from the formation of dendrites that can trigger short circuits causing the device to explode. Thus, many efforts have been devoted to the development of POE-based solid polymer electrolytes (SPEs) that provide a barrier that blocks dendritic growth while preserving ionic conduction properties. However, the ionic conductivity of POE-based SPEs decreases strongly with temperature. Currently, the best SPEs in the literature would require operation at 60 °C, which means that some of the energy in the battery will be diverted from its use to maintain this temperature. Thus, the main objective of this thesis work is to design an SPE that allows the operation of lithium metal battery technology at room temperature. These SPEs must exhibit high ionic conductivity at room temperature (≈ 10-4 S.cm-1) and mechanical properties that allow the inhibition of the dendritic growth phenomenon. For this, the objectives of the project are focused on the development of new nanocomposite and hybrid SPEs
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Ferrand, Adèle. "Synthèse et caractérisation de copolymères à blocs anioniques utilisés en tant qu'électrolyte solide pour les batteries au lithium métallique." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0131.
Full textAbstract:
L'élaboration de batteries performantes dans le but de promouvoir l’utilisation de véhicules électriques fait partie des stratégies majeures de développement durable. Les batteries constituées d’une électrode de lithium métallique semblent parmi les plus prometteuses. Cependant, cette technologie pose des problèmes de sécurité due à la croissance de dendrites. Afin de supprimer ce phénomène, des travaux sont consacrés à l’élaboration d’électrolytes polymères solides (SPE) combinant une conductivité ionique élevée et des propriétés mécaniques suffisantes pour empêcher cette croissance dendritique. Une des stratégies pour obtenir des SPE présentant l’ensemble des propriétés recherchées est l’élaboration de copolymères à blocs. Ainsi, un bloc POE assurant la conductivité ionique est combiné avec d’autres polymères aux propriétés mécaniques adaptées. À l’heure actuelle, quelques matériaux pourraient répondre à l’ensemble de ces critères, mais seulement à 80°C. L’objectif de cette thèse est de mettre au point un matériau avec de bonnes performances en termes de conductivité ionique et de tenue mécanique à 40 °C. Notre stratégie consiste à diminuer la cristallinité et la température de fusion du POE afin d’optimiser la conductivité à basse température. Plusieurs séries de copolymères à blocs à base de divers POE linéaires et de polymères anioniques ont été synthétisées par NMP. Les copolymères à blocs constitués d’un polycondensat de POE (Tf < 40°C) révèlent une conductivité ionique relativement élevée (1,3×10-6 S.cm-1) à 40°C couplée à une grande rigidité mécanique (Ey=50MPa). Ce nouveau matériau apparaît donc comme un SPE prometteur pour les batteries au lithium métalliqueThe elaboration of efficient batteries to promote the use of electric vehicles is a matter of primary importance for sustainable long-term development. Lithium-Metal Batteries (LMB) are among the most promising. However, such technology presents several safety issues due to dendritic growth. To overcome these drawbacks, studies are performed on solid polymer electrolytes (SPE) that combine both high conductivity and suitable mechanical properties to prevent the dendritic growth. One of the strategies to obtain a SPE displaying all the desired properties is the elaboration of block copolymers. Like so, a PEO bloc with high ionic conductivity is combined with suitable mechanical properties of another polymer. Currently, many materials could meet the different requirements, but only at 80°C. The aim of this thesis is to develop a polymer material offering good performances in terms of ionic conductivity and mechanical rigidity at 40 °C in order to limit the energy loss. Our strategy consists in reducing the crystallinity and the melting temperature of PEO to optimize its conductivity at low temperature. In order to do so, several block copolymer sets constituted of various linear PEO and anionic polymers have been synthesized by NMP. Interestingly, the block copolymers containing PEO with a low degree of crystallinity, due to the limitation of chain stereoregularity, display low melting temperatures (Tf < 40°C). Moreover, the one made of polycondensats of PEO exhibits a relatively high ionic conductivity (1.3×10-6 S.cm-1) at 40 °C while displaying strong mechanical properties (Ey=50MPa). This new material seems to be a promising SPE for LMB
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Soulmi, Nadia. "Mise au point de nouveaux procédés d'élaboration en milieu liquide ionique de nanomatériaux à base d'étain en vue de leur utilisation comme électrode négative de batterie Li-ion." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066520/document.
Full textAbstract:
L’étain est une alternative privilégiée en remplacement du carbone graphite comme matériau d’électrode négative dans les batteries Li-ion en raison de son importante capacité théorique spécifique massique de 993 mAh.g-1. Toutefois son expansion volumique lors sa lithiation conduit à sa dégradation au cours du cyclage, diminuant la durée de vie du matériau. Pour pallier à sa pulvérisation, l’utilisation de l’espace inter-granulaire via la nanostructuration du matériau est complétée par l’adjonction d’une matrice carbonée ou d’un autre élément inactif vis-à-vis de la lithiation (utilisation d’alliages intermétalliques). L’objectif de ce travail porte sur l’élaboration de nouveaux procédés de synthèse de nanoparticules d’étain et d’alliage étain-cuivre en milieu liquide ionique. Des nanoparticules de Sn de taille variant de 7 à 45 nm, selon la combinaison cation-anion du liquide ionique et à partir de différents sels métalliques, ont été synthétisées, ainsi qu’un nano-alliage, le composé Cu6Sn5. La taille des nanoparticules est liée à la nature de l’anion bien que le cation présente une interaction privilégiée avec la surface métallique des nanoparticules. Isolées du liquide ionique, les nanoparticules de Sn et Cu6Sn5 montrent une architecture de type cœur-coquille avec un cœur cristallin métallique ou intermétallique et une coquille amorphe d’oxydes d’étain. Les nanoparticules de type Sn@SnOx présentent une capacité spécifique élevée supérieure à 950 mAh.g-1, mettant en lumière un mécanisme de conversion réversible du SnOx surfacique, et celle du nano-alliage Sn-Cu@SnOx est proche de la capacité attendue pour un mécanisme d’alliage, à plus de 530 mAh.g-1Tin is a promising alternative to replace graphite carbon as a negative electrode material in Li-ion batteries due to its high specific theoretical mass capacity of 993 mAh.g-1. However, change in volume during lithiation leads to its mechanical degradation during the cycling, and consequently very short life of the material. To overcome this issue, the use of the intergranular space via the nanostructuration of the material combined by the addition of a carbon matrix or other inactive element vs. lithium (intermetallic alloys), which buffers drastically the volume expansion during the lithium alloying process, is employed. The aim of this work is to develop new processes for the synthesis of tin nanoparticles and tin-copper alloys in ionic liquid medium. Sn nanoparticles varying in size from 7 to 45 nm were synthesized, according to the cation-anion combination of the ionic liquid and from different metallic salts, as well as a nano-alloy compound, Cu6Sn5. The size of the nanoparticles is directly related to the nature of the anion although the cation has a privileged interaction with the metal surface of the nanoparticles. Once isolated from the ionic liquid, Sn and Cu6Sn5 nanoparticles have a core-shell architecture with a metallic or intermetallic crystalline core and an amorphous shell of tin oxides. A reversible conversion mechanism of the SnOx from the shell is highlighted for Sn@SnOx nanoparticles, with a high specific capacity of approximately 950 mAh.g-1. Sn-Cu@SnOx nano-alloys have a capacity close to the theoretical for an alloy mechanism at more than 530 mAh.g-1
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Thiam, Amadou. "Nouvelles générations d'électrolyte pour batterie lithium polymère." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI068.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse était de développer de nouveaux électrolytes polymères pour une application batteries lithium métal polymère. Le premier volet concerne le développement des réseaux semi-interpénétrés à base de POE et d'un polycondensat. Ces types d'électrolytes ont permis de d'améliorer les propriétés mécaniques et les conductivités à haute et basse température. L'ajout de NCC comme renfort sur ces réseaux semi-interpénétrés a permis d'atteindre propriétés physico-chimiques intéressantes et des durées de vie élevées. De plus l'hydrogénation du polycondensat permettant de moduler sont taux de réticulation a permis d'obtenir un électrolyte (en présence du LiTFSI) présentant des conductivités de 1S.cm-1 à 90°C pour un rapport O/Li=20 et O/Li=30 avec une tenue mécanique de 0,5MPa jusqu'à 100°C. Dans le second volet une série de sels de lithium à anion organique a été synthétisée et caractérisée. Ces sels de lithium présentent des bonnes stabilités électrochimiques, thermiques et des conductivités cationiques parfois plus élevées que LITFSI en milieu polymère. Le dernier volet concerne la synthèse et la caractérisation physico-chimique des nouveaux ionomères perfluoré. Ces nouveaux ionomères à conduction cationique unipolaire sont obtenus à partir de monomères aromatiques porteurs de fonctions ioniques ayant une forte aptitude à la dissociation et des nombres de transport cationique proche de 1 à 70°CThe aim of this thesis was to develop new polymer electrolytes for application of lithium metal polymer batteries. The first part concerns the development of semi-interpenetrating networks based on POE and a polycondensat. These types of electrolytes made it possible to improve the mechanical properties and conductivity at high and low temperatures. The addition of NCC as a reinforcement on the semi-interpenetrating network has led to interesting physicochemical properties and high cycle life for batteries.The partial hydrogenation of the polycondensat allowing the modulation of the reticulation ratio has allow to elaborate as an electrolyte (in the presence of LiTFSI) exhibiting 1S.cm-1 conductivities at 90 ° C for a ratio O/Li=20 and O/Li=30 with a mechanical strength of 0.5MPa to 100 ° C. In the second part a range of lithium with organic anion was synthesized and characterized. These lithium salts show good electrochemical and thermal stability, whereas ionics conductivities are sometimes higher than LiTFSI in polymer medium. The last part concerns the synthesis and physicochemical characterization of new perfluorinated ionomers. These new cationic ionomers with a unipolar conduction are obtained from aromatic monomers carriers ionic functional having a high ability to dissociation and cation transport numbers close to 1 at 70 ° C
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Paillard, Elie. "Nouveaux électrolytes polymères pour batterie au lithium." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0010.
Full textAbstract:
14 nouveaux sels de lithium ont été caractérisés en vue d'une utilisation en électrolyte polymère. Un des sels, C6FsS03Li confère au POE linéaire des propriétés mécaniques remarquables, avec une conductivité cationique intéressante pour certains complexes POE/C6FsS03Li malgré une faible dissociation du sel. Par ailleurs, l'étude d'une série de sels de sels de lithium à anion non fluoré a permis de montrer l'intérêt de la délocalisation de la charge de l'anion par effet mésomère, avec l'obtention de conductivités du même ordre de grandeur que des sulfonates perfluorés. Finalement, des anions comportant un cycle aromatique afin de pouvoir être ultérieurementmodifiés ont été étudié en milieu POE linéaire de haute masse afin de former des électrolyte 'haute température' performant, mais également dans des réseaux tridimentionnels, ce qui a permis d'obtenir des conductivités élevées à température ambiante14 new lithium salts have been characterized in order to use them in polymer electrolytes. Among them, C6FsS03Li shows remarkable mechanical properties in linear POE and brings acceptable' cationic conductivities to the electrolytes for the POE/C6FsS03Li, in spite of a low salt dissociation. Another series of non fluorinated salts allowed us to show the interest of direct charge delocalization by mesomeric effect on an aromatic ring and allowed to reach conductivity comparable to perfluorinated sulfonates. Eventually, a family of anions including an aromatic ring, which can be further modified have been studied in linear POE to form high temperature electrolyte, but also in cross-linked polymers for ambient temperature application with good results
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Wang, Luyuan Paul. "Matériaux à hautes performance à base d'oxydes métalliques pour applications de stockage de l'énergie." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI031/document.
Full textAbstract:
Le cœur de technologie d'une batterie réside principalement dans les matériaux actifs des électrodes, qui est fondamental pour pouvoir stocker une grande quantité de charge et garantir une bonne durée de vie. Le dioxyde d'étain (SnO₂) a été étudié en tant que matériau d'anode dans les batteries Li-ion (LIB) et Na-ion (NIB), en raison de sa capacité spécifique élevée et sa bonne tenue en régimes de puissance élevés. Cependant, lors du processus de charge/décharge, ce matériau souffre d'une grande expansion volumique qui entraîne une mauvaise cyclabilité, ce qui empêche la mise en oeuvre de SnO₂ dans des accumulateurs commerciaux. Aussi, pour contourner ces problèmes, des solutions pour surmonter les limites de SnO₂ en tant qu'anode dans LIB / NIB seront présentées dans cette thèse. La partie initiale de la thèse est dédié à la production de SnO₂ et de RGO (oxyde de graphène réduit)/SnO₂ par pyrolyse laser puis à sa mise en oeuvre en tant qu'anode. La deuxième partie s'attarde à étudier l'effet du dopage de l'azote sur les performances et permet de démontrer l'effet positif sur le SnO₂ dans les LIB, mais un effet néfaste sur les NIB. La partie finale de la thèse étudie l'effet de l'ingénierie matricielle à travers la production d'un composé ZnSnO₃. Enfin, les résultats obtenus sont comparés avec l'état de l'art et permettent de mettre en perspectives ces travauxThe heart of battery technology lies primarily in the electrode material, which is fundamental to how much charge can be stored and how long the battery can be cycled. Tin dioxide (SnO₂) has received tremendous attention as an anode material in both Li-ion (LIB) and Na-ion (NIB) batteries, owing to benefits such as high specific capacity and rate capability. However, large volume expansion accompanying charging/discharging process results in poor cycleability that hinders the utilization of SnO₂ in commercial batteries. To this end, engineering solutions to surmount the limitations facing SnO₂ as an anode in LIB/NIB will be presented in this thesis. The initial part of the thesis focuses on producing SnO₂ and rGO (reduced graphene oxide)/SnO₂ through laser pyrolysis and its application as an anode. The following segment studies the effect of nitrogen doping, where it was found to have a positive effect on SnO₂ in LIB, but a detrimental effect in NIB. The final part of the thesis investigates the effect of matrix engineering through the production of a ZnSnO₃ compound. Finally, the obtained results will be compared and to understand the implications that they may possess
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Bourrioux, Samantha. "Laser-pyrolysed ZnFe2O4 anode for lithium-ion batteries : understanding of the lithium storage mechanisms." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI014/document.
Full textAbstract:
Le graphite est le matériau d’électrode négative utilisé actuellement dans les batteries lithium-ion commerciales. Celui-ci souffre malheureusement d’une capacité spécifique relativement faible (372 mAh.g-1) ; son remplacement par un matériau de conversion comme l’oxyde ZnFe2O4, de capacité théorique plus élevée (1001 mAh.g-1) permettrait d’augmenter la capacité de stockage des batteries lithium-ion. Travailler avec des nanoparticules de ZnFe2O4 permettrait également de limiter l’expansion volumique à laquelle est soumis le matériau en cours de cyclage tout en améliorant la cinétique des ions lithium. Des nanopoudres ZnFe2O4 ont été synthétisées au Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA) du CEA par la méthode de pyrolyse laser. Cette méthode de synthèse flexible a permis d’obtenir des nanopoudres d’oxydes zinc-fer de morphologies différentes grâce à l’ajustement de différents paramètres expérimentaux (précurseurs utilisés, choix et débit des gaz). Les performances électrochimiques de ces nanomatériaux ont été évaluées en demi-cellule face à une contre-électrode de lithium métallique. Des cyclages galvanostatiques à différentes vitesses ont été réalisés à l’Université Technologique de Nanyang (NTU) à Singapour. Les mécanismes fondamentaux régissant le stockage du lithium dans l’oxyde ZnFe2O4 mais aussi dans un mélange ZnO/Fe2O3 ont été étudiés par le biais de caractérisations operando (DRX, 57Fe Mössbauer), en collaboration avec l’Institut Charles Gerhardt de l’université de Montpellier (ICGM). Ces travaux de thèse ont permis de mettre en évidence les performances électrochimiques prometteuses d’une morphologie spécifique de ZnFe2O4 consistant en une population de taille bimodale de particules, ainsi que d’identifier les réactions de lithiation et de délithiation lors des cyclagesGraphite is currently used as negative electrode material in commercial lithium-ion batteries. Unfortunately, this material suffers from a relatively low specific capacity (372 mAh.g-1). Its substitution by a conversion material with a higher specific capacity as ZnFe2O4 (1001 mAh.g-1) would be interesting to increase the capacity of lithium-ion batteries.The use of nanomaterials can also limit the volumetric expansion of the electrode during cycling and enhance lithium ions kinetics.ZnFe2O4 nanopowders were synthesized in the Nanometric Structures Laboratory at the CEA (Atomic Energy and Alternative Energies Commission) by laser pyrolysis. This flexible synthesis method allowed the production of zinc iron oxides nanopowders with different morphologies, depending on the chosen experimental parameters (precursors, choice of gases and flow rates). Electrochemical performances were then evaluated vs. metallic lithium at the Energy Lab of Nanyang Technological University. Fundamental lithium storage mechanisms for ZnFe2O4 oxide were investigated by operando characterizations (XRD and 57Fe Mössbauer) and compared with those of a ZnO/Fe2O3 mixture. This study was realized in collaboration with the Charles Gerhardt Institute (University of Montpellier).This works highlighted the promising electrochemical performances of a specific morphology of ZnFe2O4 nanoparticles, consisting in a bimodal size population of particles, and allowed the deeper understanding of the lithiation and delithiation reactions
Book chapters on the topic "Batterie au lithium métallique"
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Treffer, Frank. "Lithium-Ionen-Batterie-Recycling." In Handbuch Lithium-Ionen-Batterien, 345–55. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2013. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-30653-2_28.
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Zeyen, Michael Günther, and Achim Wiebelt. "Thermisches Management der Batterie." In Handbuch Lithium-Ionen-Batterien, 165–75. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2013. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-30653-2_13.
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Heimes, Heiner Hans, Achim Kampker, Christian Offermanns, Janis Vienenkötter, Francesco Maltoni, Natalia Soldan Cattani, Nils Christen, and Kim Kreisköther. "Recycling von Lithium-Ionen-Batterien." In Elektromobilität, 687–704. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2023. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-65812-3_43.
Full textAbstract:
ZusammenfassungDie Nutzungsdauer von Batterien wird durch Konzepte zu „Second Life“, Repair, Refurbishment und Remanufacturing verlängert. Diese Ansätze befähigen dazu, die maximale Alterung aus den elektrochemischen Energiespeichern herauszuholen, bevor sie zyklisch oder kalendarisch ihr Lebensende erreichen. Zur Schließung des Batteriekreislaufs folgt die Zuführung der Akkus zum Recycling-Prozess. Die politische Forcierung des Batterie-Recyclings wird im nachstehenden Abschn. 43.1 erörtert. Es folgt ein Überblick zu den unterschiedlichen Batterie-Recycling-Verfahren, bevor der aktuelle Stand der Technik im Detail vorgestellt wird.
4
Heimes, Heiner Hans, Achim Kampker, Christian Offermanns, Nikolaus Lackner, Domenic Klohs, Mark Junker, and Kim Kreisköther. "Potenziale von Second-Use-Anwendungen für Lithium-Ionen-Batterien." In Elektromobilität, 655–68. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2023. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-65812-3_39.
Full textAbstract:
ZusammenfassungMit der zunehmenden Marktdurchdringung von Lithium-Ionen-Batterien für verschiedene Anwendungsfelder wächst die Anforderung, den Energie- und Materialeinsatz für diese Schlüsselkomponenten der Elektromobilität so weit wie möglich zu reduzieren. In der Automobilindustrie stellen hohe Kosten für den Energiespeicher heute noch ein wesentliches Hindernis in der weiteren Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen dar, das es zu überwinden gilt. Als Kernkomponente des E-Mobils stellt die Lithium-Ionen-Batterie (kurz: LIB oder Batterie) nicht nur das im Vergleich zu Verbrennungsmotorautos teuerste Einzelbestandteil dar, sie bestimmt außerdem wesentlich die Reichweite sowie die abrufbare Leistung respektive das Ladeverhalten. Nach einer material- und anwendungsabhängigen Zeit beziehungsweise Zyklenzahl erreichen die im Elektrofahrzeug verbauten Batteriezellen einen Zustand, in dem sie den hohen Anforderungen im Auto nicht mehr gerecht werden. Für das Ende der First-Life-Anwendung werden üblicherweise 80 % der Ausgangskapazität der Batterien angenommen. Wie Abb. 39.1 verdeutlicht, wird bei aktuellen LIB mit bis zu 4000 Zyklen (abhängig von der Zellchemie) gerechnet, bevor diese Grenze erreicht wird.
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Heimes, Heiner Hans, Achim Kampker, Benjamin Dorn, Michael Nankemann, Andreas Kraus, Christian Stäck, and Henrik Born. "Produktionsverfahren elektrischer Maschinen." In Elektromobilität, 289–312. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2023. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-65812-3_17.
Full textAbstract:
ZusammenfassungUnabhängig von der Art der Energiebereitstellung, sei es durch einen Hochvoltspeicher wie einer Lithium-Ionen-Batterie oder durch eine Brennstoffzelle: Im elektrifizierten Fahrzeug sind eine oder mehrere elektrische Maschinen für den Antrieb verantwortlich. Wie in Kap. 9 eingeführt, gibt es unterschiedliche Motortopologien. Aufgrund der besonderen produktbezogenen Bedeutung des Blechpakets der elektrischen Maschine wird im folgenden Kapitel das Herstellungsverfahren thematisiert. Aus produktionstechnischer Sicht ist insbesondere die Rotorproduktion als Differenzierungsmerkmal zwischen diesen Topologien zu beachten. Dabei werden auch unterschiedliche Möglichkeiten betrachtet, Technologien zur Produktion des Stators der elektrischen Maschine miteinander zu kombinieren. Aufgrund ihrer steigenden Bedeutung im Kontext der Traktionsanwendung im elektrischen Fahrzeug wird ein Hauptaugenmerk auf die Flachdraht-Technologie („Hairpin“) gelegt. Abschließend werden die Qualitätssicherung in der Produktion elektrischer Maschinen und unterschiedliche Aspekte der Montage beschrieben.
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Xiao, Albert W. "Exploratory batterie system | Lithium conversion cathode materials." In Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering. Elsevier, 2023. http://dx.doi.org/10.1016/b978-0-323-96022-9.00134-1.
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Boisard, Pierre. "L’engagement collectif pour le perfectionnement de la batterie au lithium." In Les travailleurs de l’innovation, 23–40. Presses universitaires de Rennes, 2016. http://dx.doi.org/10.4000/books.pur.63031.
Full textConference papers on the topic "Batterie au lithium métallique"
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Lagarde, Quentin, Serge Mazen, Bruno Beillard, Julien Leylavergne, Joel Andrieu, Jean-Pierre Cancès, Vahid Meghdadi, Michelle Lalande, Edson Martinod, and Marie-Sandrine Denis. "Étude et conception de système de management pour batteries innovantes, Batterie Sodium (NA-ion)." In Les journées de l'interdisciplinarité 2022. Limoges: Université de Limoges, 2022. http://dx.doi.org/10.25965/lji.581.
Full textAbstract:
La transition énergétique passera notamment par l’autoconsommation et l’autoproduction. L’utilisation de sources d’origines solaire et/ou éolienne permettront d’atteindre les objectifs bas carbone (atteindre la neutralité carbone à l’horizon 20250). Cette production étant intermittente, il est indispensable de les stocker pour pouvoir les utiliser au moment opportun. Actuellement la technologie dominante est l’accumulation d’énergie dans des batteries au lithium qui sont nuisibles à l’environnement et tributaires de la disponibilité au niveau mondial.De nouvelles batteries innovantes, comme celles au sodium-ion paraissent plus écologiques. Néanmoins, elles présentent l’inconvénient d’une durée de vie plus faible. L’utilisation d’un système de management de batterie (BMS – Battery Management System) l’améliore, les rendant ainsi concurrentielles aux batteries lithium-ion.
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Assaud, Loïc. "Le stockage de l'énergie électrique dans les batteries à ions lithium. Une histoire d'interfaces." In MOlecules and Materials for the ENergy of TOMorrow. MSH Paris-Saclay Éditions, 2021. http://dx.doi.org/10.52983/ohqv8601.
Full textAbstract:
Le stockage de l’énergie constitue un défi sociétal majeur qui nécessite la mise en œuvre de batteries de plus en plus performantes. Une étude fine des mécanismes et des matériaux constitutifs de tels systèmes permet une meilleure compréhension des phénomènes conduisant à des limitations de performances et permet ainsi de les améliorer notablement. Couplée à des modèles comportementaux de vieillissement, cette approche permet de garantir des systèmes optimisés pour un stockage de l’énergie performant, sûr et durable, ainsi qu’une amélioration sensible de la durée de vie de ces dispositifs. Après une présentation succincte du principe de fonctionnement d’une batterie à ions lithium, cet article s’intéresse à la composition interne de ces systèmes et présente un modèle permettant de suivre l’état de dégradation et de vieillissement de ce type de dispositifs au cours de leur utilisation.
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Zou, Weipu, Chunyang Zhang, Xiang Jia, and Xuyang Shi. "Improved State-of-Charge and State-of- Health Estimation of Lithium Batterie with Adaptive Square-Root Unscented Kalman Filter." In 2023 IEEE 5th International Conference on Civil Aviation Safety and Information Technology (ICCASIT). IEEE, 2023. http://dx.doi.org/10.1109/iccasit58768.2023.10351674.
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