Interaction du carbone lithie avec des electrolytes liquides et/ou solides polymeres

par BEATRICE SPIGAI

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean-François Fauvarque.

Soutenue en 1996

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Deux phenomenes importants interviennent lors de l'utilisation de graphite dans les batteries : la passivation liee a la reduction de l'electrolyte et l'exfoliation qui se produit dans certains cas en entrainant la destruction de la matiere active. Tous deux impliquent des pertes faradiques (capacite irreversible). La passivation a ete mise en evidence en cyclage galvanostatique par apparition d'un palier de potentiel a 0,8 v/li. La couche de passivation en milieu dmc parait de moins bonne qualite qu'en milieu pc ou ec. A 1. 3 v/li, un deuxieme plateau apparait attribue au litfsi. L'exfoliation depend de la solvatation de l'ion lithium. Le pc entraine une passivation et une exfoliation difficiles a distinguer. Dans le cas de l'ec, l'exfoliation se produit a un potentiel de 0,5 v/li mais seulement pour certains graphites. - le graphite lonza s est tres sensible a l'exfoliation en presence de pc (des 10%), le graphite uf2 est beaucoup plus resistant (75%). D'apres des mesures d'energie de solvatation, celle-ci semble plus importante dans le pc que dans l'ec ce qui est compatible avec l'exfoliation plus prononcee dans le cas du pc. Cependant, sur du mercure lithie, l'ec est le plus reactif en terme de quantite de gaz et de polymeres formes. - a faible concentration en sel, la solvatation des ions est importante et donc l'exfoliation. - lorsque la temperature augmente, une forte diminution de la capacite irreversible est obtenue lorsqu'il y a exfoliation. - le vc entraine une forte diminution de la capacite irreversible. Des mesures d'impedance complexe semblent montrer une structure multicouche de la couche de passivation avec deux demi-cercles mal deconvolues obtenus a haute frequence. A moyenne frequence, le troisieme demi-cercle observe est attribue au transfert de charge. Les structures carbonees les plus ordonnees sont les structures les plus performantes au niveau de la tenue en puissance. La couche de passivation ne limite pas le transfert de charge. L'etude de nouveaux composes a base de graphite recouvert de ppp pyrolyse n'a pas conduit a la formation d'un compose resistant a l'exfoliation. Les noirs de carbone testes quand a eux presentent des capacites irreversibles trop elevees. Le systeme lithium carbone est utilisable en esp mais a des densites de courant tres faibles dues aux groupements libres des constituants et des problemes de contacts internes.


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Informations

  • Détails : 175 P.
  • Annexes : 122 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 1996
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