Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Yinghui Yin
Direction : Alejandro Antonio FrancoDominique Larcher
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie. Chimie des solides et sciences des matériaux
Date : Soutenance le 22/02/2018
Etablissement(s) : Amiens
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de réactivité et chimie des solides (Amiens)
Equipe de recherche : Réseau sur le Stockage Électrochimique de l'Énergie
Jury : Président / Présidente : David Loffreda
Examinateurs / Examinatrices : Alejandro Antonio Franco, Dominique Larcher, Frédéric Favier, Wolfgang Bessler, Fanny Bardé
Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Favier, Wolfgang Bessler

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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En raison de leur capacité théorique élevée, les batteries Li-air ont été considérées comme des dispositifs de stockage d'énergie prometteurs depuis leur invention. Cependant, la grande complexité de ces dispositifs a entravé leur application pratique. En plus, les résultats expérimentaux et les théories mécanistes rapportés dans la littérature sont épars et ajoutent des difficultés pour développer une compréhension globale de leurs principes de fonctionnement. Le travail accompli dans cette thèse repose sur la combinaison de deux approches : la modélisation et l'expérimentation, non pas dans le but d'avoir une adéquation parfaite entre simulation et expérience mais afin de mieux comprendre le lien entre les différents mécanismes mis en jeux. Un modèle de déchargé, basé sur une approche continuum et rassemblant théorie de la nucléation, description des réactions cinétiques et du transport de masse, a été développé. Le modèle permet d'étudier simultanément l'impact de la densité de courant, des propriétés de l'électrolyte et des propriétés de surface de l'électrode sur le procédé de décharge des batteries Li-air permettant ainsi une meilleure compréhension. De plus, le modèle de charge développé lors de cette thèse, met en lumière la corrélation entre la distribution des tailles de particules de Li2O2 et le profil de recharge obtenu. Finalement, afin d'étudier ces batteries au niveau mésoscopique, un modèle de cinétique Monte-Carlo a été créé et permet de comprendre les processus de décharge dans des espaces confinés