Études électrochimiques de Li1,2V3O8 : intérêt des spectroscopies d'absorption des rayons X et de photoélectrons X

• Auteur / Autrice : Nelly Bourgeon-Martin
• Direction : Guy Ouvrard, Dominique Guyomard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vanadium

Accumulateurs au lithium-polymère

Résumé

Ce travail, consacré à l'étude de Li1,2V3O8 en tant qu'électrode positive pour batteries au lithium, a pour objectif de comprendre et caractériser les facteurs responsables des différences de performances électrochimiques de composés préparés à différentes températures. De nombreuses techniques ont été mises en œuvre, telles que l'analyse des profils de raies de diffraction X, les spectroscopies d'absorption X, de photoélectrons X, de saut de potentiel, le cyclage dans différentes conditions et l'analyse chimique des espèces dissoutes. Nous avons montré que la perte de capacité en cyclage du composé préparé à 350ʿC a lieu lors du biphasage à 2,6V, par une réaction avec l'électrolyte conduisant à une dissolution du vanadium et à l'accumulation d'une couche de surface hybride organique-vanadium, qui présente une signature électrochimique originale. La cyclabilité devient intrinsèquement meilleure quand la taille des cristallites augmente, avec un optimum obtenu pour 580ʿC.

This work, dealing with the study of Li1,2V3O8 as positive electrode for lithium batteries, aims to understand and characterize the factors responsible for the differences in electrochemical performance of compounds prepared at different temperatures. Many characterization techniques have been performed, such as analysis of the X-ray diffraction lines profiles, X-ray absorption, X photoelectrons, potential step spectroscopies, cycling in different conditions and chemical analysis of dissolved species. We have shown that the capacity fading upon cycling of the compound prepared at 350ʿC occurs during the 2. 6V two-phase transformation, through a reaction with the electrolyte leading to vanadium dissolution and accumulation of an hybrid organic-vanadium surface layer, which displays an original electrochemical behavior. The cyclability becomes intrinsically better when the crystallite size increases, with an optimum for 580ʿC.