FR3124027A1 - Procédé de préparation d’un électrolyte solide - Google Patents
Procédé de préparation d’un électrolyte solide Download PDFInfo
- Publication number
- FR3124027A1 FR3124027A1 FR2106345A FR2106345A FR3124027A1 FR 3124027 A1 FR3124027 A1 FR 3124027A1 FR 2106345 A FR2106345 A FR 2106345A FR 2106345 A FR2106345 A FR 2106345A FR 3124027 A1 FR3124027 A1 FR 3124027A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- denotes
- chosen
- process according
- agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 63
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000976 ink Substances 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- -1 poly(ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012733 comparative method Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
- H01M10/0562—Solid materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/14—Sulfur, selenium, or tellurium compounds of phosphorus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0407—Methods of deposition of the material by coating on an electrolyte layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un procédé de préparation d’un électrolyte solide comprenant les étapes suivantes :a) mélanger un électrolyte solide choisi parmi les sulfures avec un agent comprenant au moins du soufre ;b) ajouter le mélange obtenu à l’issue de l’étape a) dans un solvant organique ; c) récupérer l’électrolyte solide obtenu.
Description
La présente invention concerne le domaine des batteries tout solide. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de préparation particulier d’un électrolyte solide.
La présente invention concerne également un procédé de préparation d’une cellule de batterie tout solide.
Techniques antérieures
De manière classique, les batteries tout solide comprennent une ou plusieurs électrodes positives, une ou plusieurs électrodes négatives, un électrolyte solide formant un séparateur, un collecteur de courant anodique et un collecteur de courant cathodique.
Les performances d’une batterie sont tributaires des propriétés de transports ionique et électronique. Dans le cas d’une batterie tout solide, le transport ionique à l’échelle de l’électrode se fait à travers le réseau formé par l’électrolyte solide. Pour qu’une telle batterie soit en état de fonctionner, ce réseau est percolé, formant des chemins de conduction ionique à travers tout le volume de l’électrode, pour assurer le transport des ions vers ou depuis l’ensemble des particules de matériau actif.
Les batteries tout solide utilisent différents types de matériaux comme électrolytes solides, par exemple les polymères, tels que le poly(oxyde d’éthylène) (PEO), …, les Oxydes tels que les Grenat, les pérovskites, les Nasicon, ,.. ou encore les sulfures (LGPS, LPS, LPSCL, …).
Cette utilisation reste généralement limitée à l’échelle du laboratoire à travers l’emploi de cellules de très petites tailles (pile bouton, petites cellules de capacité inférieure à 2 Ah).
La fabrication des batteries tout solide constitue un enjeu majeur pour tous les acteurs de ce domaine, mais de nombreux problèmes restent à résoudre avant de développer cette technologie à l’échelle industrielle. Les acteurs du domaine se heurtent en effet à différents verrous technologiques.
Le coût élevé des matériaux de l’électrolyte solide fait notamment partie des problématiques. En effet, des conditions opératoires particulières sont à respecter.
Par exemple, la synthèse des matériaux d’électrolyte solide de la famille des Oxydes est à réaliser à haute température. La mise en forme des électrolytes solides de la famille des Oxydes et des sulfures est difficile.
Les conductivités ioniques des matériaux d’électrolytes solides sont par ailleurs généralement faibles.
En ce qui concerne en particulier les matériaux d’électrolyte solide de la famille des sulfures, la mise en œuvre à l’heure actuelle passe par un procédé de préparation dit « sec » sans étape de mise en solution. L’utilisation de ces matériaux d’électrolyte solide via un procédé dit « sec » entraîne de nombreux inconvénients.
Il est ainsi difficile de réduire la taille des particules d’électrolyte solide et, par conséquent de réduire et/ou supprimer la porosité dans les électrodes obtenues.
Il est également difficile de mettre en forme l’électrolyte solide formant le séparateur impliquant ainsi l’impossibilité d’obtenir des films minces d’épaisseur de l’ordre de 10 à 25 µm, mais également la difficulté d’obtenir des électrodes homogènes.
Du fait de ces différents inconvénients, les performances électrochimiques ne sont pas satisfaisantes.
Par ailleurs, l’utilisation de matériaux d’électrolyte solide de la famille des sulfures en solution a été tentée. Malheureusement, une dégradation de la structure chimique et une perte de la conductivité ionique des électrolytes solides sont constatées.
Il existe donc un besoin de développer un nouveau procédé de préparation d’électrolyte solide impliquant la mise en œuvre d’un électrolyte solide choisi parmi les sulfures permettant de surmonter les inconvénients mentionnés ci-dessus.
IL a été découvert de manière surprenante qu’un procédé de préparation d’un électrolyte solide impliquant la mise en œuvre d’un électrolyte solide choisi parmi les sulfures permettait l’obtention d’une conductivité ionique améliorée dudit électrolyte solide et d’une structure chimique qui ne se dégrade pas.
L’invention a donc pour objet un procédé de préparation d’un électrolyte solide comprenant les étapes suivantes :
a) mélanger un électrolyte solide choisi parmi les sulfures avec un agent comprenant au moins du soufre ;
b) ajouter le mélange obtenu à l’issue de l’étape a) dans un solvant organique ;
a) mélanger un électrolyte solide choisi parmi les sulfures avec un agent comprenant au moins du soufre ;
b) ajouter le mélange obtenu à l’issue de l’étape a) dans un solvant organique ;
c) récupérer l’électrolyte solide obtenu.
Un autre objet de l’invention est un procédé de préparation d’une cellule de batterie comprenant la préparation d’un électrolyte solide selon le procédé selon l’invention.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaitront plus clairement à l’examen de la description détaillée et des dessins annexés sur lesquels :
Il est précisé que l’expression « de… à… » utilisée dans la présente description de l’invention doit s’entendre comme incluant chacune des bornes mentionnées.
Comme indiqué ci-avant, selon l’étape a) du procédé selon l’invention, un électrolyte solide choisi parmi les sulfures est mélangé avec un agent comprenant au moins du soufre.
Avantageusement, l’électrolyte solide choisi parmi les sulfures est choisi parmi les matériaux de formule :
Am+ 12-n-xBn+Ch2- 6-xX- x, dans laquelle :
- A désigne Cu, Ag ou Li, B désigne Ge, Si, Al ou P, Ch désigne O, S, Se ou Te, de préférence Ch désigne S, et X désigne Cl, Br ou I ;
- m est égal à 1 ;
- n est égal à 3, 4 ou 5 ;
- x varie de 0 à 2 ;
Li4-yGe1-yPyS4-y, dans laquelle y varie de 0 à 1,
Li11-zM2-zP1+zS12, dans laquelle M désigne Ge, Sn ou Si et z varie de 0 à 1,75,
de préférence Li7-tPS6-tX, dans laquelle X désigne Cl, Br ou I et t varie de 0 à 2, plus préférentiellement Li6PS5X, dans laquelle X désigne Cl, Br ou I, encore plus préférentiellement Li6PS5Cl.
Selon un mode de réalisation préféré, l’agent comprenant au moins du soufre est choisi parmi P2S5, Li4P2S6, S8, Li3PS4, Li4P2S7et leurs mélanges, de préférence parmi P2S5, Li4P2S7et leur mélange.
Avantageusement, la teneur en agent comprenant au moins du soufre va de 1 à 30% en poids, de préférence de 5 à 15% en poids, plus préférentiellement de 8 à 12% en poids par rapport au poids total du mélange comprenant l’électrolyte solide choisi parmi les sulfures et l’agent comprenant au moins du soufre.
Comme indiqué ci-avant, selon l’étape b) du procédé selon l’invention, le mélange obtenu à l’issue de l’étape a) est ajouté dans un solvant organique.
De manière préférée, le solvant organique est choisi parmi les solvants alcooliques, les éthers tels que le tétrahydrofurane (THF), les solvants aromatiques tels que le toluène, et les nitriles tels que l’acétonitrile. De préférence, le solvant organique est choisi parmi les solvants alcooliques, plus préférentiellement l’éthanol.
De préférence, le procédé selon l’invention peut comprendre en outre une étape d) sécher l’électrolyte solide obtenu à l’issue de l’étape c) à une température allant de 40 à 550°C, de préférence de 40 à 150°C.
L’invention a également pour objet un procédé de préparation d’une cellule de batterie comprenant une électrode négative, une électrode positive et un séparateur comprenant les étapes suivantes :
- préparer un électrolyte solide selon le procédé selon l’invention tel que décrit ci-avant, formant le séparateur ;
- fabriquer ladite électrode négative et ladite électrode positive, se présentant sous forme d’encres ;
- enduire les encres d’électrode négative et d’électrode positive sur le séparateur, les enductions étant ensuite séchées.
De préférence, les enductions sont séchées à une température allant de 40 à 150°C.
La présente invention est illustrée de manière non-limitative par les exemples suivants.
Exemples
Exemple 1 : procédé comparatif
L’argyrodite de formule Li6PS5Cl est utilisée.
Un diffractogramme du matériau à l’état initial est réalisé, tel que cela est représenté à la (matériau 1a). Les pics caractéristiques de l’argyrodite peuvent être identifiés sur ce diffractogramme.
Selon un premier procédé, l’argyrodite est ajoutée dans de l’éthanol, puis séchée à 40°C, pour obtenir le matériau 1b. Un diffractogramme du matériau 1b est alors réalisé, tel que cela est représenté à la .
Il apparaît clairement que la structure de l’argyrodite a été détruite après la mise en solution dans l’éthanol. L’apparition de plusieurs pics montre que le matériau se décompose en plusieurs phases.
Selon un second procédé, l’argyrodite est ajoutée dans de l’éthanol, puis séchée à 100°C, pour obtenir le matériau 1c. Un diffractogramme du matériau 1c est alors réalisé, tel que cela est représenté à la .
Il apparaît clairement là encore que la structure de l’argyrodite a été détruite après la mise en solution dans l’éthanol.
L’exemple 1 montre qu’un tel matériau n’est pas stable dans un solvant organique. Il ne peut donc pas être utilisé dans des procédés d’enduction des électrodes lors de la préparation d’une cellule de batterie, notamment d’une cellule de batterie tout solide. En effet un procédé d’enduction d’une électrode implique nécessairement une étape de mise en solution dans un solvant organique.
Exemple 2 : procédé selon l’invention
L’argyrodite de formule Li6PS5Cl est utilisée.
Elle est mélangée avec le matériau de formule P2S5. Plus précisément, 10% en poids du matériau de formule P2S5par rapport au poids total du mélange comprenant l’argyrodite de formule Li6PS5Cl et le matériau de formule P2S5, sont utilisés.
Puis, le mélange obtenu est ajouté dans de l’éthanol.
Un diffractogramme du mélange des matériaux est réalisé, tel que cela est représenté à la (matériau 2a).
Selon un premier procédé, le mélange est ajouté dans de l’éthanol, puis séché à 40°C, pour obtenir le matériau 2b. Un diffractogramme du matériau 2b est alors réalisé, tel que cela est représenté à la .
Il apparaît clairement que la structure du matériau caractérisé n’est pas dégradée après la mise en solution dans l’éthanol.
Selon un second procédé, le mélange est ajouté dans de l’éthanol, puis séché à 100°C, pour obtenir le matériau 2c. Un diffractogramme du matériau 2c est alors réalisé, tel que cela est représenté à la .
Il apparaît clairement là encore que la structure du matériau caractérisé n’est pas dégradée après la mise en solution dans l’éthanol.
L’exemple 2 montre clairement un effet bénéfique de la présence du matériau de formule P2S5concernant la stabilité chimique de l’argyrodite. L’argyrodite, grâce à la présence du matériau de formule P2S5,est chimiquement stable dans un solvant organique. Elle peut donc être utilisée dans des procédés d’enduction des électrodes lors de la préparation d’une cellule de batterie, notamment une cellule de batterie tout solide.
Exemple 3 : procédé selon l’invention
L’argyrodite de formule Li6PS5Cl est utilisée.
Elle est mélangée avec le matériau de formule Li4P2S7. Plus précisément, 10% en poids du matériau de formule Li4P2S7par rapport au poids total du mélange comprenant l’argyrodite de formule Li6PS5Cl et le matériau de formule Li4P2S7, sont utilisés.
Puis, le mélange obtenu est ajouté dans de l’éthanol.
Un diffractogramme du mélange des matériaux est réalisé, tel que cela est représenté à la (matériau 3a).
Selon un premier procédé, le mélange est ajouté dans de l’éthanol, puis séché à 40°C, pour obtenir le matériau 3b. Un diffractogramme du matériau 3b est alors réalisé, tel que cela est représenté à la .
Il apparaît clairement que la structure du matériau caractérisé n’est pas dégradée après la mise en solution dans l’éthanol.
Selon un second procédé, le mélange est ajouté dans de l’éthanol, puis séché à 100°C, pour obtenir le matériau 3c. Un diffratogramme du matériau 3c est alors réalisé, tel que cela est représenté à la .
Il apparaît clairement là encore que la structure du matériau caractérisé n’est pas dégradée après la mise en solution dans l’éthanol.
L’exemple 3 montre clairement un effet bénéfique de la présence du matériau de formule Li4P2S7concernant la stabilité chimique de l’argyrodite. L’argyrodite, grâce à la présence du matériau de formule Li4P2S7,est chimiquement stable dans un solvant organique. Elle peut donc être utilisée dans des procédés d’enduction des électrodes lors de la préparation d’une cellule de batterie, notamment une cellule de batterie tout solide.
Conductivité ionique
La conductivité ionique à 25°C a été mesurée pour chacun des matériaux 1a à 3c. L’ensemble des mesures des conductivités ioniques peut être trouvé à la .
Ainsi, une chute significative des valeurs de la conductivité ionique peut être observée pour les matériaux 1b et 1c par rapport au matériau 1a.
Ces mesures montrent ainsi que ce matériau ne peut pas être utilisé dans des procédés d’enduction des électrodes lors de la préparation d’une cellule de batterie, notamment une cellule de batterie tout solide, c’est-à-dire un procédé impliquant nécessairement une étape de mise en solution dans un solvant organique.
En effet, les valeurs de la conductivité ionique finale de cet électrolyte solide dans des compositions d’électrode seront très faibles. Par conséquent, cela ne permettra pas l’obtention de bonnes performances électrochimiques de la cellule de batterie et de la batterie.
En revanche, en ce qui concerne les matériaux 2a à 2c, même si une chute des valeurs de la conductivité ionique peut être observée pour les matériaux 2b et 2c par rapport à celle du matériau 2a, elle est très nettement plus modérée.
En tout état de cause, la conductivité ionique du matériau 2b est largement supérieure à celle du matériau 1b. De même, la conductivité ionique du matériau 2c est largement supérieure à celle du matériau 1c.
Cela montre clairement un effet bénéfique de la présence du matériau de formule P2S5sur la conductivité ionique de l’argyrodite.
Des observations similaires pour les matériaux 3a à 3c peuvent être faites.
Même si une chute des valeurs de la conductivité ionique peut être observée pour les matériaux 3b et 3c par rapport à celle du matériau 3a, elle est très nettement plus modérée.
En tout état de cause, la conductivité ionique du matériau 3b est largement supérieure à celle du matériau 1b. De même, la conductivité ionique du matériau 3c est largement supérieure à celle du matériau 1c.
Cela montre clairement un effet bénéfique de la présence du matériau de formule Li4P2S7sur la conductivité ionique de l’argyrodite.
Claims (7)
- Procédé de préparation d’un électrolyte solide comprenant les étapes suivantes :
a) mélanger un électrolyte solide choisi parmi les sulfures avec un agent comprenant au moins du soufre ;
b) ajouter le mélange obtenu à l’issue de l’étape a) dans un solvant organique ;
c) récupérer l’électrolyte solide obtenu. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’électrolyte solide choisi parmi les sulfures est choisi parmi les matériaux de formule :
Am+ 12-n-xBn+Ch2- 6-xX- x, dans laquelle :
- A désigne Cu, Ag ou Li, B désigne Ge, Si, Al ou P, Ch désigne O, S, Se ou Te, de préférence Ch désigne S, et X désigne Cl, Br ou I ;
- m est égal à 1 ;
- n est égal à 3, 4 ou 5 ;
- x varie de 0 à 2 ;
Li4-yGe1-yPyS4-y, dans laquelle y varie de 0 à 1 ;
Li11-zM2-zP1+zS12, dans laquelle M désigne Ge, Sn ou Si et z varie de 0 à 1,75,
de préférence Li7-tPS6-tX, dans laquelle X désigne Cl, Br ou I et t varie de 0 à 2, plus préférentiellement Li6PS5X, dans laquelle X désigne Cl, Br ou I, encore plus préférentiellement Li6PS5Cl. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’agent comprenant au moins du soufre est choisi parmi P2S5, Li4P2S6, S8, Li3PS4, Li4P2S7et leurs mélanges.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en agent comprenant au moins du soufre va de 1 à 30% en poids, de préférence de 5 à 15% en poids, plus préférentiellement de 8 à 12% en poids par rapport au poids total du mélange comprenant l’électrolyte solide choisi parmi les sulfures et l’agent comprenant au moins du soufre.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le solvant organique est choisi parmi les solvants alcooliques, les éthers, les solvants aromatiques et les nitriles, de préférence parmi les solvants alcooliques, plus préférentiellement l’éthanol.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d) sécher l’électrolyte solide obtenu à l’issue de l’étape c) à une température allant de 40 à 550°C, de préférence de 40 à 150°C.
- Procédé de préparation d’une cellule de batterie comprenant une électrode négative, une électrode positive et un séparateur comprenant les étapes suivantes :
- préparer un électrolyte solide selon le procédé tel que défini à l’une quelconque des revendications précédentes, formant le séparateur ;
- fabriquer ladite électrode négative et ladite électrode positive, se présentant sous forme d’encres ;
- enduire les encres d’électrode négative et d’électrode positive sur le séparateur, les enductions étant ensuite séchées.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2106345A FR3124027B1 (fr) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | Procédé de préparation d’un électrolyte solide |
PCT/EP2022/065955 WO2022263344A1 (fr) | 2021-06-15 | 2022-06-13 | Procédé de préparation d'un électrolyte solide |
CN202280042553.6A CN118077065A (zh) | 2021-06-15 | 2022-06-13 | 制备固体电解质的方法 |
KR1020247001599A KR20240024184A (ko) | 2021-06-15 | 2022-06-13 | 고체 전해질의 제조 방법 |
EP22732269.0A EP4356452A1 (fr) | 2021-06-15 | 2022-06-13 | Procédé de préparation d'un électrolyte solide |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2106345 | 2021-06-15 | ||
FR2106345A FR3124027B1 (fr) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | Procédé de préparation d’un électrolyte solide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3124027A1 true FR3124027A1 (fr) | 2022-12-16 |
FR3124027B1 FR3124027B1 (fr) | 2023-12-01 |
Family
ID=77021538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR2106345A Active FR3124027B1 (fr) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | Procédé de préparation d’un électrolyte solide |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4356452A1 (fr) |
KR (1) | KR20240024184A (fr) |
CN (1) | CN118077065A (fr) |
FR (1) | FR3124027B1 (fr) |
WO (1) | WO2022263344A1 (fr) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3454405A1 (fr) * | 2016-07-01 | 2019-03-13 | Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd. | Électrolyte solide á base de sulfure pour batterie secondaire au lithium |
CN110400967A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-11-01 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种三层核壳结构硫化物固体电解质及其制备方法和全固态电池 |
-
2021
- 2021-06-15 FR FR2106345A patent/FR3124027B1/fr active Active
-
2022
- 2022-06-13 EP EP22732269.0A patent/EP4356452A1/fr active Pending
- 2022-06-13 CN CN202280042553.6A patent/CN118077065A/zh active Pending
- 2022-06-13 KR KR1020247001599A patent/KR20240024184A/ko unknown
- 2022-06-13 WO PCT/EP2022/065955 patent/WO2022263344A1/fr active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3454405A1 (fr) * | 2016-07-01 | 2019-03-13 | Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd. | Électrolyte solide á base de sulfure pour batterie secondaire au lithium |
CN110400967A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-11-01 | 浙江锋锂新能源科技有限公司 | 一种三层核壳结构硫化物固体电解质及其制备方法和全固态电池 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
XU R C ET AL: "Preparation of Li7P3S11glass-ceramic electrolyte by dissolution-evaporation method for all-solid-state lithium ion batteries", ELECTROCHIMICA ACTA, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 219, 30 September 2016 (2016-09-30), pages 235 - 240, XP029790064, ISSN: 0013-4686, DOI: 10.1016/J.ELECTACTA.2016.09.155 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022263344A1 (fr) | 2022-12-22 |
FR3124027B1 (fr) | 2023-12-01 |
EP4356452A1 (fr) | 2024-04-24 |
CN118077065A (zh) | 2024-05-24 |
KR20240024184A (ko) | 2024-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2639860B1 (fr) | Anode pour cellule de batterie lithium-ion, son procédé de fabrication et cette batterie l'incorporant | |
EP1997169B1 (fr) | Particules d'oxyde metallique enrobees a faible taux de dissolution, procedes de preparation et utilisation dans les systemes electrochimiques | |
EP3011614B1 (fr) | Anode pour batteries à haute énergie | |
EP3491689B1 (fr) | Anode pour cellule de batterie lithium-ion, son procede de fabrication et la batterie l'incorporant | |
EP3266058B1 (fr) | Électrodes de batteries li-ion à conductivité ameliorée | |
EP3703174B1 (fr) | Composition d'électrolyte pour élément électrochimique lithium-ion | |
WO2014174212A1 (fr) | Electrode positive pour batterie lithium | |
WO2020021204A1 (fr) | Anode pour batterie li-ion | |
EP3146545B1 (fr) | Électrode pour photobatterie | |
EP4008031B1 (fr) | Procédé de fabrication d'une électrode comprenant une matrice polymérique piégeant un électrolyte | |
FR3124027A1 (fr) | Procédé de préparation d’un électrolyte solide | |
EP3776697B1 (fr) | Élément électrochimique de type lithium/soufre | |
EP3353843B1 (fr) | Electrolyte liquide hydrocarbone | |
EP4057376A1 (fr) | Électrode composite comportant un électrolyte solide à base de polycarbonates | |
EP3532531B1 (fr) | Procede de degradation d'un poly(alcene carbonate), utilisations pour preparer une electrode de batterie lithium-ion et le frittage de ceramiques | |
WO2021013741A1 (fr) | Electrolyte polymère solide comprenant un carbonate de polyalcène | |
US20240234943A1 (en) | Method for preparing a solid electrolyte | |
EP4042498B1 (fr) | Composition pour des electrodes de batterie | |
JP2024523365A (ja) | 固体電解質を調製する方法 | |
EP3472882B1 (fr) | Procede de fabrication d'une structure faisant office d'electrode positive et de collecteur de courant pour accumulateur electrochimique lithium-soufre | |
WO2023047065A1 (fr) | Revetement d'anode pour batterie li-ion tout solide | |
FR3141942A1 (fr) | Nouveaux électrolytes tout solide à base de réseaux organiques covalents organoborés | |
WO2023047064A1 (fr) | Revetement de cathode pour batterie li-ion | |
WO2024120976A1 (fr) | Electrode et électrolyte pour batterie lithium-ion incorporant un composé polymère | |
FR3129250A1 (fr) | Electrolytes ceramiques de type sulfure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20221216 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
CA | Change of address |
Effective date: 20230512 |