CIC energigune - M ichel Armand

Li t hi u m M et alS ys t em …
3L i + ☐FeP O 4 2 L i+ L i FeP O 4
7 % of t ot alwei ght $ 1/ m2
Li ° = $ 7 0/ kg
E =
m
2 ´ 3. 45 · 1 0 » 30 7 W h/ kg 2 2. 5
Li C 6+ 1 . 2 5L i 0 . 2 M n2 O 4 C
6
+ 1 . 2 5L i M n2 O 4
N E A : 33 % of t ot alwei ght $ 5/ m2
S ist i l l≈ 2 5%
E =
m
2 ´ 3. 6 · 10 » 156 W h/ kg 45. 9
3
Co l l e c t o r
En d u c t i o na n d d r y i n go f SPE & Ca t h o d ef i l ms
2 k W h Mo d u l e s
CE Ce l l
PP
l a mi n a t e d Ha l f c e l l s
s p r a y i n go f me t a l c o n t a c t s
A bl oc k M w @ 2 0 0 0
A bl oc k M w @ 2 0 0 0
A bl oc k M w @ 2 0 0 0
B ou c hetetal . Nature Materials, 1 2 452 57 ( 2 0 1 3)
B at t er yr es u l t s f orL i °/ L FP
Li ° Ex t r u s i o n
Li °
Li °
CE Ce l l s As s e mb l y
courtesy K. Zaghib Hydro-Québec
Pr o d u c t i o no f Li t h i u m Fo i l
c o mme r c i a l Li ° l i n g o t s
感谢!
D end r i t es ar e nota f at al i t y!
el ec t r ol yt e
A lc u r r entc ol l ec t or
l i t hi um el ec t r od e c om posi t e
C har ac t er i zat i on Upon C yc l i ng
3
Tr ans por tm ec hani s ms
Li qu i d el ec t r ol yt es : t r ans por tofs ol vat ed s pec i es
P ol ym erel ec t r ol yt es : t r ans por tby s ol vat i on/ d es ol vat i on
No i nf l u enc e u pon d i s pos i t i on i nt he s t ac k
2 7 c yc l es 1 0 56 c yc l es
C ou r t esy P . H ovi ngt on, K. Zaghi b, I r eq ( H yd r oQ u é bec )
A gi ng /Fai l ur e m od es
Li i on
LMP
T
> 2 2 0 ° Ru naway!
18 0° L i t hi u m m el t i ng RUN A W A Y ! !
El ec t r ol yt e boi l i ng
+80°C
Hale Waihona Puke O per at i on st ar t i ng
Tr ans por tm ec hani s ms
Li qu i d el ec t r ol yt es : t r ans por tofs ol vat ed s pec i es
an r F ( n
Fabr i c at i on pr oc es s
Po l y p r o p y l e n e So l v e n t s Su p p o r t Po l y me r So l v e n t s
PP
El e c t r o l y t e So l u t i o n Ca r b o n Bl a c k
A B EC 20 13
Yichun 11-14/11 2013
P ol ym erE l ec t r ol yt es : t he S af e and Gr een O pt i on Mi c hel Ar m and
© C I C ener gi GUN E . 2 0 1 0 A l l r i ght s r es er ved
Li t h i u mSa l t Sy n t h e s i s Li [ ( C F 3S O 2) 2N ] Po l y me r Sy n t h e s i s
Li Fe PO 4
La mi n a t i o n o f SPE & Ca t h o d e f i l ms P P
20 10
1 Bi l l i on C ar s i n 2 0 1 0 and ➚
… and 1 . 3 1 0 6 f at al i t i es on t he r oad s ! > 2 1 0 6 pr em at ur e d eat hs f r om ai r bor ne par t i cl es i n bi gc i t i es
) ®: A Aut ol i b S U ( 30 0 0 c ar s on pay and r i d e” s a” i l oi p basi s n P ar i st od ay a n a i d n I ; ) e c
o y L & 2 50 Km d r i vi ng r ange x u a e C / 4 cr har at e d ge r o B 4: 1 20
The per i od i c t abl e ac c or di ng t o abu nd anc e
C ou r t esy M ar c a D oeff
A “ D own t o E ar t h” A ppr oac h t o E ner gy D ens i t y
Real i st i c c har ge
X-
t and om c opol ym er + =1 r el ec t r ol yt es …
+
Zhou etal . El ec t r oc hi mi c aA c t a 93 ( 2 0 1 3)2 54–2 631 3
t oc kpol ym er s + =1 B l
Gyr oi d albi c ont i nu ou s phase
M or phol ogi c alevol ut i on u pon c yc l i ng ( exsi t u anal ysi s) :
Pr i st i ne
A ft er1 0 0 c yc l es
A ft er60 0 c yc l es
C ou r t esy P . H ovi ngt on, K. Zaghi b, I r eq ( H yd r oQ u é bec )
P ol ym erB at t er y S hor tc i r cu i tt es t ( 2k W h m od u l es H yd r oQ u é bec )
A bsenc e of r eac t i on above t he m p of l i t hi um
D at e of fi l e : Feb 1 993!
La mi n e d Ha l f Ce l l
Po l y me r So l v e n t s So l v e n t s c a t h o d e Sl u r r y Co l l e c t o r Ca t h o d e El e c t r o l y t e
Pr e p a r a t i o no f So l u t i o n s : El e c t r o l y t ea n d Ca t h o d e Ca t h o d e
• • •
Strategies are now successful to make dendritic growth unlikely (young modulus, t+ ≈ 1) Li 3x is cheaper than the Cu current collector in Li-ion! a “dense” electrode (i.e. Li°, Al°, Mg°…) is needed to take advantage of high specific capacities cathodes ( S?)
60 8 0 °C oper at i on
N o netd i s pl ac ementoft he hos tmat r i x
C er am i c el ec t r ol yt es : t r ans por tby i on hoppi ng
A S ol i dSt at e S ys t em i n N ota V i ew oft he Mi nd
! Li qu i d El ec t r ol yt es
Und ert he hood