Thèse soutenue

Etude des interfaces électrode/électrolyte de batteries lithium-ion 5V de type graphite/LiNi0.5 Mn1,5O4

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Auteur / Autrice : Christopher Charton
Direction : Hervé GalianoDaniel Lemordant
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie-physique, spécialité Electrochimie
Date : Soutenance le 13/12/2017
Etablissement(s) : Tours
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Physico-Chimie des Matériaux et des Électrolytes pour l’Énergie (Tours)
Jury : Président / Présidente : Kouakou Boniface Kokoh
Examinateurs / Examinatrices : Jesús Santos Peña, Jean-Claude Jumas, Matthieu Le Digabel
Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Lestriez, Fannie Alloin

Résumé

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Les accumulateurs graphite/LiNi0,5Mn1,5O4 (LNMO) permettent d’atteindre des densités d’énergie élevées grâce à leur tension de 5V. Toutefois, une dégradation des électrodes et des électrolytes à base d’alkylcarbonates et de LiPF6 a lieu à haut potentiel reste un problème qu’il est nécessaire de résoudre. L’ajout d’additifs fonctionnels à l’électrolyte comme l’AS, l’AM, le FEC ou le LiBOB forme des films de passivation aux interfaces électrode/électrolyte. Ces films réduisent la dégradation des matériaux et de l’électrolyte de l’accumulateur Gr/LNMO. Pour étudier le mécanisme d’action de ces additifs, les interfaces graphite/électrolyte et LNMO/électrolyte ont été caractérisées au moyen de cellules symétriques Gr/Gr et LNMO/LNMO et de cellules complètes. Les interfaces ont été étudié par spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS) et photoélectronique à rayons X (XPS). De plus, l’électrolyte a été analysé par chromatographie en phase gazeuse liée à la spectrométrie de masse (GC-MS).