Thèse soutenue

Contrôle de la morphologie d'un mélange de polymères lors de l'extrusion de films : application aux batteries lithium-polymère

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Auteur / Autrice : Mickaël Castro
Direction : Christian Carrot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux polymères et composites
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Saint-Etienne

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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L'objet de ce travail est d'étudier et de mettre au point par extrusion deux films polymères entrant dans la fabrication d'une batterie lithium-polymère. Ces films sont basés sur un mélange de deux polymères incompatibles. Les propriétés opposées de ces polymères sont mises à profit conjointement lorsque le mélange adopte une morphologie co-continue. En préambule de l'étude de faisabilité des films par extrusion, ce travail propose l'étude du mélange binaire des polymères d'un point de vue morphologique et rhéologique. L'extraction sélective et la microscopie sont utilisées et les observations effectuées sont mises en parallèle avec les données rhéologiques du système. Le rapprochement entre la morphologie et la rhéologie du système a donné lieu à l'élaboration d'un modèle prédictif de l'évolution du module élastique G' aux basses fréquences. Le comportement particulier de ce mélange a également été comparé à celui des systèmes chimiques (gels). La seconde partie de ce travail décrit l'étude de faisabilité des films par extrusion. Des mesures de conductivité, résistivité et de tenue mécanique ont permis d'aboutir à une formulation adaptée au process. Le procédé de transformation développé au laboratoire a été transféré à l'échelle industrielle. Ce transfert s'est concrétisé par la fabrication des films d'électrolyte et de cathode entrant dans la confection d'une batterie lithium-polymère. L'extraction sélective, la microcopie, la calorimétrie différentielle, la spectrométrie mécanique et la thermogravimétrie ont été utilisées pour caractériser ces systèmes complexes. Suite à ce travail, les composants ont été testés avec succès dans une batterie lithium-polymère