Contribution a l'etude de li 1 xni 1 + xo 2 comme materiau cathodique pour accumulateurs au lithium : synthese, structure et proprietes electrochimiques

• Auteur / Autrice : VALERIE BIANCHI
• Direction : Jean-Pierre Pereira-Ramos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Un des obstacles a la commercialisation des batteries au lithium reside dans la reactivite importante de l'anode de lithium metallique. L'utilisation comme anode d'un compose d'insertion du lithium permet de s'affranchir de ces problemes. Le potentiel de travail de ces materiaux anodiques etant superieur a celui du lithium, l'emploi de materiaux cathodiques tres oxydants est necessaire. Parmi ceux-ci, l'oxyde li 1 xni 1 + xo 2 offre l'avantage de concilier une tension de travail inferieure a 4 v par rapport au lithium metallique (compatible avec le domaine de stabilite de l'electrolyte) et une capacite specifique importante. Le comportement electrochimique de l'electrode positive li 1 xni 1 + xo 2 semble limiter le fonctionnement de l'accumulateur : la capacite disponible decroit au cours des cyclages et des phenomenes d'autodecharge apparaissent pendant le stockage. Ce travail consistera a identifier les causes de ce comportement et a envisager les solutions adequates. Les proprietes electrochimiques de li 1 xni 1 + xo 2 dependent de son mode de synthese via le controle de la sous stchiometrie en lithium x. Tout d'abord, nous nous sommes attaches a obtenir de facon reproductible des composes quasi stchiometriques, et nous les avons caracterises tant sur le plan structural que morphologique. Ensuite, une etude electrochimique des processus intervenant au cours du cycle a ete effectuee sur differents materiaux. Nous avons precise les parametres preponderants du point de vue electrochimique tant au niveau de l'interface qu'au sein du materiau : influence de la profondeur de charge, phenomenes de passivation, vieillissement, transport du lithium, variation de la conductivite electronique, identification des phenomenes de polarisation. Pour cela nous avons utilise les techniques electrochimiques (voltametrie cyclique, chronopotentiometrie, spectroscopie d'impedance complexe) appliquees a des materiaux pris a differents niveaux d'utilisation (nombre de cycles, profondeur de charge).