Polysaccharides fonctionnalisés en tant que liant polymère pour électrode négative de batteries Li-ion – BIOLANT

Les batteries Li-ion constituent des éléments indispensables de notre vie quotidienne à travers nos téléphones et ordinateurs portables notamment. Pour améliorer les capacités de ces accumulateurs, le remplacement d’une partie du carbone graphite par le silicium dans l’électrode négative est une voie prometteuse. Le liant polymère est alors un des constituants essentiels de cette électrode composite. Il aide à la rétention de la capacité du silicium par le contrôle de l’expansion volumique lors des cycles charge/décharge. Différents paramètres macromoléculaires permettent ici l’obtention d’une électrode stable avec de bonnes performances électrochimiques. Si le polymère de référence reste la carboxyméthylcellulose, d’autres polysaccharides ont été testés depuis et présentent des propriétés liantes très attractives. Malheureusement, ces différentes études n’ont pas permis de mener une réflexion structure/propriété suffisamment précise pour créer le polysaccharide idéal pour cette application. L’objectif de ce projet, est de modifier la cellulose, de façon très originale dans le domaine des batteries, par des réactions chimiques et enzymatiques simples : oxydations, estérifications, amidation avec des chaînes lipophiles ou des cyclodextrines. L’idée est de moduler leurs propriétés physico-chimiques, caractère hydrophile/hydrophobe en particulier, et donc les interactions avec les oxydes de surface du silicium actif électrochimiquement. L’apport de la chimie enzymatique est ici pertinent en regard des réactions chimiques usuelles en étant une méthode de synthèse beaucoup plus douce, spécifique, verte, mais aussi beaucoup moins néfaste pour le squelette macromoléculaire. Un objectif sera ainsi de déterminer les paramètres structuraux conférant au polysaccharide des propriétés liantes optimales. Ceci nous permettra de synthétiser un liant à base de cellulose, non seulement bio-sourcé par une méthode novatrice mais induisant également une excellente conservation de la cohésion de l’anode au silicium dans l’accumulateur Li-ion.