Etude electroanalytique du processus d'intercalation du lithium dans v#2o#5 : approche thermodynamique et cinetique

Electroanalytical study of intercalation process of lithium in v#2o#5: thermodynamical and kinetic approach

• Auteur / Autrice : CHARLES FAUCHEUR
• Direction : Jacques Périchon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail est consacre a l'etude electrochimique detaillee du processus d'electroinsertion du lithium dans v#2o#5. Dans une premiere partie, nous developpons une approche thermodynamique du phenomene, a partir d'un modele theorique de dissolution d'especes metalliques dans une phase solide, en vue de preciser les diverses transitions de phases qui sont susceptibles d'intervenir au cours de la reaction. La seconde partie est consacree a une approche cinetique du processus permettant d'une part, de definir les caracteristiques energie/puissance de ce type de materiau utilisable comme cathode de piles au lithium, et d'autre part, de preciser l'aptitude a la diffusion du lithium, en fonction de la stoechiometrie des divers bronzes au lithium susceptibles de se former au cours de la reaction. Dans ce cadre nous montrons que: 1) la reaction d'electroinsertion du lithium dans v#2o#5 met en jeu plusieurs phenomenes redox pouvant intervenir parfois de maniere simultanee, provoquant des rearrangements structuraux de faible amplitude, et dont la reversibilite depend de la temperature. 2) des correlations peuvent etre etablies entre les parametres cinetiques et thermodynamiques de la reaction d'intercalation de lithium et les donnees structurales de v#2o#5. 3) les techniques electrochimiques fines (voltamperometrie a balayage lent de potentiel, spectroscopie d'impedance complexe. . . ) constituent une voie fiable pour la comprehension des mecanismes reactionnels qui accompagnent un processus d'electroinsertion d'une espece metallique dans une phase solide. Elles necessitent cependant d'etre associees a des techniques d'etudes structurales des materiaux afin de permettre de localiser avec precision la position des differents atomes de la maille cristalline, au cours du degre d'avancement de la reactions electrochimique