Etude electrochimique de nouveaux materiaux d'intercalation du lithium synthetises par voie sol-gel : le xerogel de v205 et les bronzes orthorhombiques mxv205 (m=al, fe, ni, ba)

par RITA BADDOUR-HADJEAN

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jacques Périchon.

Soutenue en 1991

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Ce travail est consacre a l'etude electrochimique de nouveaux materiaux d'intercalation du type v205 prepares par les procedes sol-gel. Une premiere partie concerne la synthese et la caracterisation du xerogel de v205, compose de base, et des bronzes orthorhombiques mxv205 (m=al, fe, ni, ba) issus de l'echange ionique du xerogel. L'etude du comportement electrochimique de ces differents materiaux est ensuite abordee, et fournit les resultats suivants: i) le xerogel de v205 est un compose lamellaire dont l'orientation preferentielle tres marquee est caracterisee par l'empilement de rubans. Synthetise sous forme de film mince, ses proprietes d'echange permettent son utilisation comme cathode rechargeable de batterie au lithium puisque seule subsiste dans le materiau echange 0. 2h2o tres liee. On montre que 1. 8li#+ peuvent etre inseres reversiblement entre les rubans, en une seule etape situee vers 3. 1v. La correlation de mesures structurales, thermodynamiques et cinetiques a permis de decrire precisement le processus d'insertion du lithium dans un xerogel caracterise par des distances interrubans differentes selon le taux d'insertion. Enfin, malgre une cinetique de transport du lithium elevee, on montre que la faible conductivite electronique du xerogel interdit son utilisation sous de trop fortes densites de courant. Ii) les bronzes orthorhombiques mxv205 (m=al, fe, ni, ba) constituent des materiaux nouveaux, possedant globalement des caracteristiques electrochimiques proches de celles de v205. Des etudes chronopotentiometriques et cinetiques montrent que les performances electrochimiques des bronzes sont liees a la taille du cation present dans le reseau. Les bronzes a l'aluminium, et surtout au fer, se presentent comme les meilleurs candidats a une utilisation comme cathodes rechargeables de batterie au lithium. Ils permettent d'etendre les domaines de cyclages a des profondeurs de decharge tres superieures a celles classiquement observees dans le cas de v205, ceci avec une tres bonne reversibilite


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Informations

  • Annexes : 113 REF

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1991
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