Synthèse d'oxydes lamellaires haute performances à base de Ni, Mn et Co : élaboration d'un procédé industriel et application à l'électrode positive d'un accumulateur Li-ion
Auteur / Autrice : | André Oliveira |
Direction : | Sophie Cassaignon |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie |
Date : | Soutenance le 18/04/2022 |
Etablissement(s) : | Sorbonne université |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Chimie de la matière condensée de Paris (1997-....) |
Jury : | Président / Présidente : Valérie Pralong |
Examinateurs / Examinatrices : Laurence Croguennec, Willy Porcher, Julien Sourice | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Baudrin, Romain Berthelot |
Mots clés
Résumé
La société Nanoe en collaboration avec le Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (LCMCP) propose un procédé innovant pour la synthèse de NMC, un matériau communément utilisé en tant que matériau d’électrode positive pour accumulateur Li-ion. Ces matériaux sont actuellement synthétisés en solution par coprécipitation demandant de traiter des déchets de métaux dissous en solution aqueuse. La nouvelle méthode proposée est une synthèse par voie solide composée d’une étape de broyage à haute énergie des précurseurs, suivie d’une étape de séchage et de structuration par atomisation pour finir sur un traitement à haute température pour former la phase désirée. Cette voie possède les avantages de ne rejeter aucun déchet solide ou liquide mais également de compter moins d’étapes de synthèse et l’utilisation de matières premières moins coûteuses. Le but de ces travaux de thèse est d’optimiser ce procédé de synthèse pour la production de NMC de compositions de plus en plus riches en nickel. Les étapes du procédé ont été optimisées sur NMC333, un matériau largement étudié et commercialisé. La synthèse a ensuite été adaptée pour des compositions plus riches en nickel, à savoir NMC622 et 811. Il a été montré qu’enrichir la composition en nickel nécessitait de réduire la température de synthèse pour obtenir les meilleures propriétés structurales, morphologiques et électrochimiques. Les matériaux synthétisés sont ensuite comparés à leurs homologues commerciaux produits par coprécipitation et montrent, à un régime rapide de 1C, une capacité plus faible dans les premiers cycle mais une meilleure rétention de capacité leur permettant de dominer sur le long terme.