Structures à tunnels comme matériaux d'électrode positive pour batteries au sodium

Tunnel structures as positive electrode material for sodium batteries

• Auteur / Autrice : Gilles Poitau
• Direction : Marie Guignard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Inscription en doctorat le 29/09/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICMCB - Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Energie : Matériaux et Batteries

Mots clés

Mots clés libres

Chimie du solide

Batteries

Structures

Post-spinelle

Solid-state chemistry

Batteries

Structures

Post-spinel

Résumé

Au cours des dix dernières années, la recherche autour des batteries au sodium s'est fortement accélérée. Ces batteries sont en effet considérées comme une alternative possible aux batteries au lithium, notamment pour les applications stationnaires pour lesquelles l'augmentation de la masse des composants due à l'utilisation du sodium plutôt que du lithium n'est pas problématique. Dans la grande majorité des batteries au sodium actuellement étudiées, le stockage électrochimique de l'énergie implique des réactions d'intercalation des ions sodium au sein des électrodes. Ce projet implique la recherche de nouveaux matériaux de type CaFe2O4 comme matériaux d'électrode pour les batteries au sodium. Le projet est avant tout un projet de recherche fondamentale pour étudier la désintercalation et l'intercalation électrochimique du sodium dans une famille d'oxydes peu étudiée jusqu'à présent. Les objectifs du projet sont: 1. Synthétiser des matériaux NaTi2O4 et Na (M, Ti) 2O4 avec M = Fe, Mn, V en utilisant différentes conditions de synthèse pour contrôler le degré d'oxydation des métaux de transition et la taille des particules. 2. Utilisez les matériaux synthétisés comme matériau d'électrode dans une batterie au sodium pour évaluer les performances électrochimiques en fonction de la composition chimique et de la taille des particules.

For the last ten years, research around sodium batteries has greatly accelerated. These batteries are indeed considered as a possible alternative to lithium batteries, especially for stationary applications for which the increase in the mass of components due to the use of sodium rather than lithium is not problematic. In the vast majority of sodium batteries currently studied, the electrochemical storage of energy involves sodium ion intercalation reactions at the electrodes. This project involves the research of new materials with the CaFe2O4-structure type to be used as electrode materials for sodium batteries. The project is primarily a basic research project to study the deintercalation and electrochemical intercalation of sodium in a family of oxides little studied so far. The objectives of the project are: 1. Synthetize NaTi2O4 and Na(M,Ti)2O4 materials with M = Fe, Mn, V using different synthesis conditions to control transition metal oxidation state and the particle size. 2. Use the synthesized materials as the electrode material in a sodium battery to evaluate the electrochemical performances depending on the chemical composition and the particle size.