Oxydes li-mn-o pour accumulateurs au lithium syntheses nouvelles, aspects structuraux et electrochimiques

par Frédéric Le Cras

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de P. STROBEL.

Soutenue en 1996

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce memoire decrit la synthese, la caracterisation notamment thermogravimetrique et structurale et les proprietes d'intercalation electrochimique du lithium de plusieurs type d'oxydes de manganese. On decrit tout d'abord la preparation d'une ramsdellite synthetique, a faible taux de defauts structuraux de type rutile. Les oxydes de manganese lamellaires (phyllomanganates), ont donne lieu a une nouvelle voie de synthese du phyllomanganate de lithium, par une succession de reactions topotactiques (echanges d'ions) a basse temperature. Sa stabilite thermique et ses proprietes d'intercalation sont examinees en comparaison avec celles du compose de sodium. La majeure partie de ce memoire est consacree aux spinelles li#1#+#mn#2#-#o#4, qui sont des materiaux d'electrode positive prometteurs pour les accumulateurs au lithium. Ce travail montre la faisabilite de syntheses a basse temperature a partir de -mno#2 (procede brevete), et l'existence d'une correlation entre temperature de synthese et composition de la phase spinelle. L'intercalation du lithium est etudiee en electrolyte solide et liquide pour plusieurs compositions. L'emploi d'une cellule electrochimique in situ dans un diffractometre de rayons x, a permis de mettre en evidence le caractere biphase de l'intercalation, meme pour des spinelles li/mn=0,69. Les performances electrochimiques de spinelles substituee au magnesium et a l'aluminium sont egalement examinees. L'etude thermogravimetrique des spinelles li-mn-o, a permis de mettre en evidence des reactions reversibles avec degagement d'oxygene. Des affinements structuraux, a partir de diagrammes de diffraction neutronique mettent en evidence des reactions differentes, en fonction de la temperature d'equilibre avec apparition de lacunes d'oxygene dans un echantillon trempe a 925c. Enfin, un nouveau compose appele phase m, de formule li#0#,#2#5mno#2, a ete obtenu a 150c. Sa caracterisation structurale aux rayons x et par diffraction electronique montre qu'il s'agit d'une phase nouvelle monoclinique avec une sous-structure pseudo-hexagonale proeminente

  • Titre traduit

    Li-mn-o oxydes for lithium secondary batteries: new syntheses, structural and electrochemical characteristics


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Informations

  • Détails : 187 P.
  • Annexes : 142 REF.

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