Fonctionnalisation de la polyaniline par des composes soufres electroactifs en vue de son utilisation en batteries au lithium

par SEBASTIEN PICART

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de G. BIDAN.

Soutenue en 1995

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Ce travail se situe dans le cadre de l'application des polymeres conducteurs electroniques (pce) aux batteries rechargeables. L'objectif a ete d'associer deux partenaires aux proprietes electrochimiques complementaires: un pce, la polyaniline, connue pour sa bonne tenue a la charge permanente, une autodecharge faible et une cyclabilite elevee en batterie, et un systeme electroactif base sur le couple redox disulfure/dithiolate qui presente une forte densite d'energie massique. Trois voies ont ete successivement explorees: - la preparation d'une polyaniline substituee sur le cycle par un groupement thiol. L'homopolymere n'a pu etre synthetise simplement car la forme oxydee radicalaire de la dithiodianiline s'adsorbe a la surface des electrodes ou se suroxyde. Nous avons plutot prepare un copolymere aniline-dithiodianiline par voie chimique. Malheureusement, le copoly(aniline-dithiodianiline) n'est pas conducteur et les proprietes electrochimiques des 2 partenaires ne sont ni additives, ni compatibles. - le melange en composite moleculaire pani-polydimercaptothiadiazole (polydmct): ce polydisulfure constitue une electrode reversiblement electropolymerisable qui possede une remarquable densite coulombique massique mais une mauvaise cyclabilite liee a la diffusion des especes thiolates dans l'electrolyte et passivation du metal dans les batteries lithium. Nous avons pu determine la composition optimale de chaque constituant a partir de tests en batteries lithium. La capacite maximale atteinte est 117 ah/kg sous 1 ma cm-2 mais la mauvaise cyclabilite electrochimique du polydmct n'a pas ete resolue. - la fonctionnalisation d'une polyaniline sur l'azote par un groupement carbodithioate: l'action du disulfure de carbone sur une solution de pani sous forme leucoemeraldine permet de greffer environ 80% des azotes en conservant une bonne conductivite (1 s. Cm-1). Le materiau obtenu presente une capacite d'echange accrue de 68% par rapport a la pani de depart. C'est pourquoi ce nouveau polymere utilise comme cathode dans les batteries au lithium devrait donner des resultats interessants


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  • Détails : 213 P.
  • Annexes : 226 REF.

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