Thèse soutenue

Estimation de propriétés d'intérêt pour les électrolytes liquides

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Auteur / Autrice : Rémi Bouteloup
Direction : Didier Mathieu
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'Ingénieur
Date : Soutenance le 17/10/2018
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 : EMSTU - Laboratoire de synthèse et de transf. des polymères - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (Monts, Indre-et-Loire)
Laboratoire : École polytechnique universitaire (Tours)
Jury : Président / Présidente : François Tran-Van
Examinateurs / Examinatrices : Johan Jacquemin, Jérôme Golebiowski
Rapporteurs / Rapporteuses : Didier Dalmazzone, Gilles Marcou

Résumé

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Les électrolytes liquides, composés d’un sel dissous dans un solvant, interviennent dans la composition des batteries et font l’objet de nombreuses études afin d’améliorer leurs performances et leur sécurité. Parmi toutes les propriétés essentielles d’un électrolyte, la plus importante est sa conductivité ionique, qui influe sur les performances de la batterie. Pour un sel donné, la conductivité est elle-même principalement déterminée par les propriétés physico-chimiques du solvant comme sa constante diélectrique ou sa viscosité. L’objectif de cette étude est de développer des modèles permettant d’estimer des propriétés d’intérêt des électrolytes liquides, afin d’offrir un gain de temps aux chimistes, qui pourront éliminer les compositions inadéquates du point de vue de telle ou telle propriété. La première partie de cette étude présente une méthode pour estimer la conductivité d’un électrolyte, constitué d’un sel LiPF6 dans un mélange de solvants. Cette méthode s’appuie sur de nouvelles équations, pour estimer les paramètres de l’équation de Casteel-Amis, à partir de propriétés physico-chimiques du mélange de solvants, dont la constante diélectrique. La seconde partie présente a par ailleurs permis de développer une méthode pour estimer la constante diélectrique d’un solvant pur, à partir de sa structure chimique. Cette méthode s’appuie sur de nouveaux modèles additifs qui permettent d’estimer les paramètres de l’équation de Kirkwood-Fröhlich. Parmi ces modèles, deux d’entre eux permettent l’estimation de la densité et de l’indice de réfraction d’un composé liquide à température ambiante. L’ensemble des modèles développés sont utilisables via une interface utilisateur.