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          Last update : February 12, 2013
Elaboration of Li-ion batteries using cellulose fibers and papermaking techniques

Utilisation des procédés papetiers et de fibres cellulosiques pour l’élaboration de batteries Li-ion


Lara Jabbour

Grenoble INP-Pagora


PhD thesis defended on October 29, 2012
Thèse soutenue le 29 Octobre 2012

LGP2

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Abstract

   


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This work investigates the production of low cost, low environmental impact, easily up-scalable and recyclable cellulose-based Li-ion batteries.

Two main research approaches were explored. At first, microfibrillated cellulose was used for the production of paper-like anodes by means of a water-based casting process. Then, a papermaking approach was adopted and the majority of the experimental work was focused on the use of cellulose fibers for the production of paper-electrodes (i.e. anodes and cathodes) and paper-separators by means of a water-based filtration process.

The prepared electrodes are easy to handle and self-standing with good electrochemical characteristics, comparable with that of standard synthetic polymer-bonded electrodes.

 

Résumé

L'objectif de cette thèse était de développer des batteries Li-ion peu coûteuses, respectueuses de l'environnement, faciles à produire industriellement et à recycler, tout en utilisant des fibres cellulosiques et un procédé en milieu aqueux.

Deux approches ont été choisies. Dans un premier temps, les microfibrilles de cellulose ont été utilisées pour la production d'anodes par un procédé de casting. Puis, une approche papetière a été adoptée. La plupart des travaux expérimentaux se sont focalisés sur l'utilisation de fibres de cellulose pour la production d'électrodes papier (anodes et cathodes) et de séparateurs-papier par procédé de filtration en milieu aqueux pour obtenir des cellules complètes à base de cellulose.

Les électrodes obtenues sont homogènes, souples et leurs propriétés électrochimiques comparables à celles d'électrodes de références utilisant un polymère de synthèse comme liant.

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