Etude de l'interface lithium-électrolytes organiques par techniques spectroscopiques (infrarouge et UV-visible) de réflexion ''in-situ''

Investigation of the lithium-organic interface by advanced in-situ reflectance spectroscopic techniques (infrared and uv-visible)

• Auteur / Autrice : Sylvie Barusseau
• Direction : B. BEDEN
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chim. appliquée
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie des surfaces

Piles électriques

Passivité (chimie)

Résumé

Lorsque le lithium metal est utilise comme anode dans les generateurs electrochimiques d'energie, il se recouvre spontanement d'une couche de passivation. Si la formation de cette couche ne pose pas trop de problemes dans les generateurs primaires, par contre la mise au point de generateurs secondaires se heurte a une mauvaise reversibilite du couple li#+/li, due a la formation de dendrites qui font perdre de la matiere active et peuvent generer des courts-circuits. L'objectif de ce travail etait donc d'identifier les principaux composants de la couche passivante formee a la surface du lithium, au contact de solutions organiques, par des techniques spectroscopiques de reflexion (uv-visible et infrarouge) in-situ. Les etudes spectroscopiques de l'interface lithium/electrolytes organiques ont montre la presence de carbonates d'alkyle de lithium (roco#2li), de carbonate de lithium (li#2co#3), de methoxylate de lithium (lioch#3) et de trifluorure d'arsenic (asf#3) dans le film passivant. Concretement, l'application de la methode sniftirs a montre que lorsque l'on augmente l'amplitude de la modulation de potentiel, on favorise la formation de roco#2li, et particulierement celles de ch#3ch#2oco#2li et de ch#3ch#2ch#2oco#2li. Ce type de reaction fait intervenir un mecanisme a un electron. Au contraire, lorsque l'electrode subit une modulation moins elevee, on favorise alors un mecanisme faisant intervenir deux electrons, avec la formation majoritaire de li#2co#3 et de lioch#3. Il est clair que ces techniques pourront etre appliquees a d'autres systemes du meme type. A titre d'exemple, nous avons teste l'interface carbone/electrolytes organiques et montre que l'insertion du lithium s'accompagnait de la formation d'une couche passivante de composition tres similaire a celle formee sur le lithium metal