Insertion électrochimique en milieu solide de cations alcalins dans des structures d'accueil carbonées (polyacétylène, graphite, fullerènes)

Electrochemical intercalation in solid state cells of alkaline cations into carbon structures (polyacetyene, fullerenes, graphite)

• Auteur / Autrice : Sylvain Lemont
• Direction : Denis Billaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fullerènes

Microagrégats

Mots clés libres

Agrégat atomique

Fullerènes

Graphite

Lithium carbure

Composé insertion

Réaction électrochimique

Metallofullerènes

Atomic cluster

Résumé

L'insertion électrochimique de cations alcalins, dans des structures d'accueil carbonées, a été entreprise en milieu tout solide, en utilisant le polyoxyde d'éthylène comme électrolyte solide. Dans le polyacétylène, l'insertion est entravée par des problèmes de surface de contact, expliquant les faibles coefficients de diffusion et les faibles taux d'insertion. La conformation du polyacétylène est importante et conduit à deux hypothèses (insertion plus facile dans le polyacétylène cis ou isomérisation électrochimique). L'insertion, en ce qui concerne, le système li/c#6#0, donne trois transformations réversibles (li#0#,#5c#6#0, li#2c#6#0, li#3c#6#0) et deux irréversibles. Le taux de désinsertion est toujours supérieur au taux d'insertion. Ce phénomène est engendré soit par l'oxydation d'impuretés, soit par la dissolution de c#6#0 intercale, ou soit par une réaction d'insertion de l'anion dans c#6#0. L'insertion est simultanée dans les deux fullerènes (c#6#0 et c#7#0). Le système na/c#6#0 conduit également à trois phases en réduction, mais présente une dissolution importante dans l'électrolyte. Celle-ci entraine une forte variation de la ligne de base ou une variation aléatoire du potentiel, ne permettant pas le calcul du taux de désinsertion. Seule la phase na#0#,#5c#6#0 est reproductible. L'insertion, dans les sites tétraédriques (phase m#0#,#5c#6#0) et dans les sites tétraédriques et octaédriques (phases li#2c#6#0 et li#3c#6#0) de la structure cubique à faces centrées, conduit à une contraction de la maille par rapport à celle de c#6#0 vierge. Les résultats, sur les composés graphite-lithium, sont comparables à ceux obtenus en milieu liquide et montrent l'importance de la morphologie du graphite. Il en ressort que l'emploi de graphite sous forme de paillettes de grande dimension est à proscrire, car les surfaces de contact sont trop faibles. L'emploi de graphite uf4, au vue des différents résultats obtenus, est envisageable, en tant qu'électrode carbonée à insertion de lithium