Étude de la génération de gaz intervenant dans les accumulateurs lithium-ion lors de la recharge ou du fonctionnement en floating

Study of gas generation in lithium-ion batteries during charge or a floating mode

• Auteur / Autrice : François Blanchard
• Direction : Daniel Lemordant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Tours

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solutions d'électrolyte

Batteries lithium-ion

Solubilité

Gaz

Électrochimie

Mots clés libres

Microbalance à quartz

Électrode disque-anneau

Batteries lithium

Pedot

Résumé

Lorsque l'accumulateur est maintenu durant une longue période (mode floating), à une température supérieure à l'ambiante(40-60°C), du CO2 est généré au sein de l'élément et une augmentatoion de l'acidité du milieu électrolytique est observée. L'utilisation d'une électrode disque-anneau a permis de mettre en évidence la génération de protons accompagnant l'oxydation des solvants augmentant ainsi son acidité. Des bases azotées ont été ajoutées à l'électrolyte dans le but de capter ces protons. Afin de limiter l'oxydation des alkylcarbonates, le polymère conducteur PEDOT a été déposé sur l'électrode positive. Une bonne cyclabilité des électrodes modifiées a été observée. Enfin, la forte solubilité du CO2 dans les solvants a été démontrée. Cette solubilité diminue lors de l'ajout de sel de lithium. Des relations permettant de prévoir la solubilité de CO2 dans les millieux mixtes ont été établies, permettant de concevoir des électrolytes capables de solubiliser un maximum de CO2.

When a fully charged accumulator is stored during a long periode(floating mode), at high temperature (40-60°C), CO2 is produced in the cell, and simultaneaously, an increase in electrolyte acidity is observed. A ring-disk electrode has been used to monitor the generation of protons during the oxydation of the alkycarbonates containd in the electrolyte. These protons increase the acidity of the media. In order to limit this acidity nitrogen bases have been added. In order to reduce the solvent oxidation, a coducting polymer (PEDOT) has been deposited on the positive electrode. A good cyclability of the modified electrodes is obtained. Finally, CO2 solubility has been determined in solvents, leading to the conclution that CO2 was very soluble. CO2 solubility decreases when a lithium salt is added. Equations which permit to predict CO2 solubility in this media have been established. The use of these equations permit to formulate new electrolytes able to dissolve larger amounts of CO2.