Etude de composés sulfospinelles de cuivre, d'indium et d'étain comme nouveaux matériaux d'électrode pour batteries "lithium-ion"

• Auteur / Autrice : Rémi Dedryvère
• Direction : Jean-Claude Jumas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Absorption

Rayons X

Spectroscopie de la résonance magnétique nucléaire

Spectroscopie Mössbauer

Spinelles

Étain -- Composés

Indium -- Composés

Analyse

Cuivre -- Composés

Matériaux

Électrodes

Piles au lithium

Accumulateurs

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le cadre de la recherche de nouveaux materiaux pour batteries rechargeables plus performantes. Des composes sulfures de structure spinelle de formule cu xin ysn zs 4 ont ete synthetises par voie solide et etudies en tant que materiaux d'electrode pour batteries aux ions lithium. Cette etude a ete realisee a l'aide d'un ensemble de techniques complementaires (diffraction des rayons x et des neutrons, spectrometrie mossbauer 1 1 9sn, spectroscopie rmn et d'absorption x, methodes electrochimiques). L'analyse des proprietes electrochimiques a montre que ces composes etaient potentiellement interessants pour des applications en tant que materiaux d'anodes. Ils presentent des capacites massiques elevees. Cependant leur tenue en cyclage doit encore etre amelioree. L'analyse detaillee des mecanismes d'insertion des ions lithium dans ces composes a montre l'existence de plusieurs etapes successives. On observe une transformation de phase spinelle/nacl associee a la reduction des cations cu i en cu 0 et sn i v en sn i i, puis une amorphisation complete associee a la reduction des actions sn i i en sn 0 et in i i i en in 0. Cette etude a permis d'expliquer les proprietes electrochimiques de ces materiaux en fonction des transformations electroniques et structurales subies au cours de l'insertion. Notamment, l'insertion reversible de lithium a pu etre attribuee a la formation d'alliages lithium-metal de structure particuliere, constitues de nanoparticules dispersees dans une matrice amorphe de sulfure de lithium les conclusions de cette etude permettront de concevoir des materiaux plus performants.