De nouveaux additifs conducteurs à base de cobalt pour l'électrode positive des accumulaterus Ni-MH

• Auteur / Autrice : Frédéric Tronel
• Direction : Claude Delmas, Liliane Demourgues-Guerlou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences chimiques. Physicochimie de la matière condensée
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés libres

Batteries NiMH

Additif conducteur

Stockage à bas potentiel

Cobalt

Co3o4

Na0. 60coo2

Propriétés électriques

Diffraction des rayons X

RMN du 7Li

Résumé

Dans le premier volet de l'étude, des matériaux à base de cobalt ont été synthétisés par oxydation électrochimique à 90°C de Co(OH)2 dans différents électrolytes alcalins concentrés (KOH, NaOH, LiOH), afin de reproduire ex-situ l'effet du procédé de ''formation à chaud'' sur les phases au cobalt ajoutées à l'électrode positive des accumulateurs Ni-MH. Ces matériaux ont été caractérisés par diffraction des rayons X et des neutrons, RMN MAS du 7Li et par des mesures électriques. Une phase, de structure spinelle et de conductivité élevée, obtenue en présence de lithium a pu être isolée. Cette phase, proche de Co3O4, se distingue par des lacunes en cobalt, la présence simultanée de lithium et d'ions Co4+ au sein de sa structure. Par ailleurs, l'étude du mécanisme de formation de cette phase a permis d'établir que ce type de phase spinelle se formait par réaction entre une phase lamellaire CoOOH formée par oxydation électrochimique de Co(OH)2 et du cobalt passé en solution dans l'électrolyte. Dans le second volet, la possibilité d'utiliser la phase Na0,60CoO2 comme additif conducteur a été démontrée. De plus, il a été observé que cette phase permet de prévenir les pertes de capacité de l'électrode positive en stockage à bas potentiel. Des études in-situ ont aussi permis d'observer que la phase au cobalt active au sein de l'électrode après quelques cycles est un oxyhydroxyde de cobalt de type γ en lequel la phase Na0,60CoO2 se transforme progressivement.