Synthèses de carbones durs comme électrode négative de batteries sodium-ion / Nour Daher ; sous la direction de Raphaël Janot et de Da Huo et de Philippe Meunier

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Énergie -- Stockage

Électrochimie

Janot, Raphaël (1974-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Huo, Da (1988-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Meunier, Philippe (19..-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Dubois, Marc (19..-.... ; chimiste) (Président du jury de soutenance / praeses)

Job, Nathalie (1976-.... ; ingénieur chimiste) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Palacín, Rosa (1968-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Larcher, Dominique (19..-.... ; chimiste) (Membre du jury / opponent)

Université de Picardie Jules Verne (1968-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire de réactivité et chimie des solides (Amiens) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Les batteries sodium-ion représentent une alternative de choix pour le stockage de l'énergie à grande échelle (domestique, réseau urbain,...). Basées sur le même principe que les batteries lithium-ion, elles présentent plusieurs avantages par rapport à ces dernières : elles utilisent des matériaux plus abondants et sont donc plus économiques, elles permettent également des cycles de charge/décharge plus rapides et sont donc capables de délivrer de plus fortes puissances. Cependant, certains points restent encore en développement, notamment la nature de l'électrode négative. L'objectif de cette thèse est de synthétiser des carbones durs performants pour l'application d'électrode négative des batteries sodium-ion en utilisant un procédé industrialisable. Ces carbones sont des carbones non-graphitisables issus de la pyrolyse de précurseurs organiques. Une étude de plusieurs précurseurs a d'abord été réalisée en mettant en valeur l'impact de certains paramètres de synthèses sur les performances électrochimiques des carbones obtenus. Le meilleur matériau, en terme de performances électrochimiques et de faisabilité industrielle, a ensuite été sélectionné et un procédé de synthèse pilote a été développé

Résumé / Abstract : Recently, sodium-ion batteries have been intensively studied as an alternative to lithium-ion batteries for large scale energy storage (domestic, grid-scale,...). This technology, based on the same working principle as lithium-ion batteries, presents numerous advantages such as materials abundancy, economical aspects and it offers faster charge/discharge cycles, thus higher power density. However, some aspects still need to be improved such as the nature of the negative electrode material. The objective of this Ph.D. thesis is to develop an easy, simple, and effective process for the synthesis of marketable hard carbons and to improve sodium-ion battery performances. These carbons have a highly disorganized structure unlike graphite-type carbons and are usually obtained from organic precursors pyrolysis. Multiple compounds have first been tested as carbon precursors and the impact of the synthesis parameters on electrochemical performances has been highlighted. The best carbon, in terms of performances and industrial feasibility, has then been selected and a pilot process has been developed