Thèse soutenue

Développement de cathodes performantes pour batteries lithium/air
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Auteur / Autrice : Sophie Berenger
Direction : Jean-Yves SanchezCarsten Cremers
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
Date : Soutenance le 28/01/2014
Etablissement(s) : Grenoble
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Fraunhofer Institute for Chemical Technology / ICT - Laboratoire d'électrochimie et de physicochimie des matériaux et des interfaces (Grenoble ; 1995-....)
Jury : Président / Présidente : Marian Chatenet
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Yves Sanchez, Carsten Cremers, Laure Monconduit
Rapporteurs / Rapporteuses : Franco Decker, Nathalie Job

Mots clés

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Résumé

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Ces travaux de thèse sont consacrés à l’étude de cathodes performantes pour batteries lithium/air. Les performances de ce type de batteries sont principalement limitées par les phénomènes de diffusion d’oxygène dans la cathode et l’électrolyte ainsi que par la formation d’oxydes de lithium bouchant progressivement les pores de la cathode. Ainsi on ne peut envisager le développement de l’électrode à air sans prendre en compte l’influence de l’électrolyte organique et celui-ci a également était considéré dans cette étude. La porosité de l’électrode et la nature du catalyseur employé joue un grand rôle sur les performances de l’électrode. Les électrodes à base de tissus de carbone et contenant des nanofils de α-MnO2 ont fourni les meilleurs résultats au regard de la capacité et de la tenue au cyclage. Par ailleurs, des mesures de spectroscopie de masse in situ ont permis d’analyser la formation des produits gazeux lors de la charge. Le TEGDME est un électrolyte prometteur; néanmoins, la formation de dioxyde de carbone (CO2) est détectée dès 3,7 V vs. Li/Li+.