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Les composés MnO2 gamma et LixMnO2 gamma : influence des paramètres structuraux et physico-chimiques sur l'insertion électrochimique du lithium
| Auteur / Autrice : | Sylvère Sarciaux |
| Direction : | Dominique Guyomard |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Chimie du solide, Electrochimie et physico-chimie du solide |
| Date : | Soutenance en 1998 |
| Etablissement(s) : | Institut des sciences de l'ingénieur en thermique énergétique et matériaux (Nantes ; 1985-2000) |
| Partenaire(s) de recherche : | Equipe de recherche : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques - Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes) |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Le travail présenté concerne la synthèse, la caractérisation structurale et physico-chimique des Mno2 et LixMno2 , et l'étude de l'influence de leurs paramètres structuraux et physico-chimiques sur l'insertion électrochimique du lithium. Les Mno2 sont habituellement préparés par électrodéposition anodique à forte densité de courant à partir de solutions bouillantes de Mnso4. Leur structure consiste en une intercroissance aléatoire de pyrolusite (taux pr) dans la structure ramsdellite, comportant un taux de micromaclage mt. En conséquence, leur caractérisation structurale n'est possible que via la simulation des diagrammes de poudre. Afin de disposer d'une large gamme de Mno2 , des conditions de préparation variées ont été mise en oeuvre (concentration en Mnso4, courant constant ou potentiel constant, balayage de potentiel ou de courant, température de déshydratation). Elles permettent d'accéder à des Mno2 présentant des paramètres structuraux inusuels. L'insertion électrochimique du lithium des Mno2 correspond à un mécanisme biphase conduisant aux composés LixMno2. L'analyse des courbes électrochimiques d'échantillons variés, a permis de mettre en évidence un processus d'intercalation de type nucléation-croissance et des corrélations entre les paramètres structuraux et physico-chimiques et la cinétique de transformation. Les Mno2 à fort pr sont les composés qui subissent les plus importantes modifications. Des caractérisations par RMN du lithium et methr confirment ces résultats. L'étude électrochimique des phases LixMno2 obtenues montrent qu'elles intercallent réversiblement le lithium en deux étapes, une fraction du lithium restant piégée dans la structure. Les capacités spécifiques les plus élevées sont obtenues pour les composes issus des Mno2 les plus oxydes, et à faibles taux PR et MT.