Fabrication par impression jet d'encre d'électrodes 3D pour les nouvelles batteries Li-ion : opportunités et défis

Discipline

Matériaux céramiques et traitements de surface

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Impression jet d'encre, Electrodes, Structures tridimensionnelles, Formulation d'encre

Mots-clés

Batteries lithium-ion,

Imprimabilité,

Structures spatiales

En raison de leur densité d’énergie élevée, leur tension de fonctionnement élevée et leurlongue durée de vie, les batteries lithium-ion (LIB) sont actuellement la technologie de stockage d’énergie la plus avancée pour les appareils mobiles et les véhicules électriques. Le marché des LIB est en constante expansion et devrait rester la technologie de batterie préférée à court et moyen termes. Bien que les LIB soient déjà bien développées, il y a du potentiel pour améliorer leurs performances, leur sécurité et leur coût. Une approche prometteuse pour y parvenir est l’utilisation d’une structure d’électrode tridimensionnelle (3D). Les techniques de fabrication additive, telles que l’impression jet d’encre (IJP), offrent les avantages d’un dépôt rapide de films minces ou de motifs complexes avec unegrande précision. Cette étude explore les possibilités et les défis associés à la fabrication d’électrodes composites 3D à l’aide de cette technologie IJP. Les propriétés physiques et rhéologiques des encres composites sont ajustées pour répondre aux exigences de l’IJP, et l’effet de ces formulations sur les caractéristiques électrochimiques des électrodes est évalué. Les tests d’impression sont présentés, révélant un problème d’instabilités du procédé, et leurs causes sous-jacentes sont expliquées. Enfin,la caractérisation microstructurale des motifs 3D déposés est démontrée.