Thèse soutenue

Etude d'électrolytes à base de dinitriles aliphatiques pour des batteries Li-ion

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Auteur / Autrice : Douaa Farhat
Direction : Fouad GhamoussDaniel Lemordant
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie, spécialité Electrochimie. Chimie des matériaux
Date : Soutenance le 20/07/2017
Etablissement(s) : Tours
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Physico-Chimie des Matériaux et des Électrolytes pour l’Énergie (Tours)
Jury : Président / Présidente : François Tran-Van
Examinateurs / Examinatrices : Michaël Deschamps
Rapporteurs / Rapporteuses : Hervé Martinez, Manuel Maréchal

Résumé

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En raison de leur faible pression de vapeur et de leur stabilité électrochimique (5~6 V) et thermique, les dinitriles N≡C-(CH2)n-C≡N sont proposés comme solvants d’électrolytes alternatifs aux carbonates d’alkyles habituellement utilisés dans les batteries Li-ion. L’objectif de cette thèse est d’étudier le comportement physico-chimique de ces électrolytes alternatifs (viscosité, conductivité ionique, comportement thermique, propriétés volumétriques, etc.) et leur compatibilité avec une application dans les batteries Li-ion. Deux systèmes de batteries sont étudiés en utilisant une électrode positive d’oxyde lamellaire (LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2) associée à une électrode négative à bas potentiel (graphite) ou à plus haut potentiel (Li4Ti5O12). La cyclabilité des électrodes en demi-pile et en pile complète est étudiée en fonction de la composition de l’électrolyte et de la nature du dinitrile utilisé. Les techniques de caractérisations suivantes : spectroscopie d’impédance électrochimique, microscopie électronique et spectroscopie de photoélectrons aux rayons X, sont utilisées pour suivre le processus de passivation des électrodes par formation d’une interface solide (SEI). L’effet de la présence d’additifs favorisant la formation de la couche de passivation a été étudié et leur efficacité est ainsi clairement mise en évidence.