Etude des interfaces électrode/électrolyte de batteries lithium-ion 5V de type graphite/LiNi0.5 Mn1,5O4 / Christopher Charton ; sous la direction de Hervé Galiano et de Daniel Lemordant

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Accumulateurs au lithium

Graphite

Passivité (chimie)

Chromatographie en phase gazeuse

Électrodes -- Additifs

Carbone -- Composés

Piles à électrolyte solide -- Additifs

Spectroscopie d'impédance

Électrocinétique (effets d'interface)

Oxydation électrochimique

Galiano, Hervé (1976-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Lemordant, Daniel (1946-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Kokoh, Kouakou Boniface (Président du jury de soutenance / praeses)

Lestriez, Bernard (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Alloin, Fannie (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Santos Peña, Jesus (1970-....) (Membre du jury / opponent)

Jumas, Jean-Claude (19..-....) (Membre du jury / opponent)

Le Digabel, Matthieu (Membre du jury / opponent)

Université de Tours (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Physico-Chimie des Matériaux et des Électrolytes pour l’Énergie (Tours) (Equipe de recherche associée à la thèse / thesis associated research team)

Résumé / Abstract : Les accumulateurs graphite/LiNi0,5Mn1,5O4 (LNMO) permettent d’atteindre des densités d’énergie élevées grâce à leur tension de 5V. Toutefois, une dégradation des électrodes et des électrolytes à base d’alkylcarbonates et de LiPF6 a lieu à haut potentiel reste un problème qu’il est nécessaire de résoudre. L’ajout d’additifs fonctionnels à l’électrolyte comme l’AS, l’AM, le FEC ou le LiBOB forme des films de passivation aux interfaces électrode/électrolyte. Ces films réduisent la dégradation des matériaux et de l’électrolyte de l’accumulateur Gr/LNMO. Pour étudier le mécanisme d’action de ces additifs, les interfaces graphite/électrolyte et LNMO/électrolyte ont été caractérisées au moyen de cellules symétriques Gr/Gr et LNMO/LNMO et de cellules complètes. Les interfaces ont été étudié par spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS) et photoélectronique à rayons X (XPS). De plus, l’électrolyte a été analysé par chromatographie en phase gazeuse liée à la spectrométrie de masse (GC-MS).

Résumé / Abstract : Gr/LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) accumulators achieve higher energy densities than current commercial batteries. However, degradation of electrodes and electrolytes based on alkylcarbonates and LiPF6 takes place at high potential remains a problem which it needs to be resolved. The addition of functional additives to the electrolyte such as AS, AM, FEC or LiBOB which form passivation films at the electrode/electrolyte interfaces is a possible solution to these issues. These films reduce the degradation of materials and the oxidation of electrolyte in the Gr/LNMO accumulator. In order to study action mechanism of these additives, graphite/electrolyte and LNMO/electrolyte interfaces were characterized by symmetric Gr/Gr and LNMO/LNMO cells and full cells. Interfaces were investigated by electrochemical impedance spectroscpoy (EIS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) while the electrolyte was analyzed by mass spectrometric gas chromatography (GC-MS).