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Comportement et évolution morphologique d'électrodes de carbone poreuses au cours de la décharge de piles lithium - chlorure de thionyle
| Auteur / Autrice : | Delphine Carmier |
| Direction : | Jacques Lahaye |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Chimie - Physique |
| Date : | Soutenance en 1999 |
| Etablissement(s) : | Mulhouse |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Les performances des piles Li/SOCl2 étant limitées par des phénomènes intervenant dans leur cathode de carbone poreuse, la compréhension du rôle des différentes tailles de pores dans les mécanismes de fonctionnement de la pile, et en particulier la localisation du chlorure de lithium insoluble issu de la réaction électrochimique, sont primordiaux. L'objectif de ce travail est donc de caractériser la structure poreuse de différentes électrodes en corrélation avec les performances électrochimiques obtenues et de suivre son évolution après décharge dans différentes conditions (température, courant). L'investigation de la structure poreuse d'électrodes industrielles et de différentes électrodes préparées au laboratoire est réalisée par trois techniques : adsorption de gaz, thermoporométrie à l'undécane, porosimétrie au mercure. Cette dernière méthode s'avère la plus intéressante pour mettre en évidence une évolution poreuse après décharge. Toutefois, le gonflement simultané du réseau poreux complique l'interprétation quantitative de la variation des volumes poreux et de l'évolution des distributions poreuses : ce phénomène contrebalance la diminution du volume poreux provenant de la précipitation de LiCl dans la porosité et s'accompagne d'une redistribution des volumes poreux. L'étude de décharges partielles montre que LiCl se dépose préférentiellement dans les pores les plus grands, puis progressivement dans de plus petits. Ce dépôt se fait plutôt en entrée de pores, du moins en début de décharge, ce qui a pour effet de déplacer le volume des grands pores vers de plus petits. La comparaison de cathodes constituées d'autres matériaux carbonés permet d'étudier l'influence de la structure poreuse sur les performances. Le comportement en décharge montre que la capacité de la pile est globalement corrélée au volume poreux total de la cathode. Cependant, une certaine contribution de la microporosité ou de la mésoporosité dans les processus de décharge est aussi établie.