L'oxyde de vanadium electrodepose ev#2o#5 : synthese, caracterisation et intercalation de lithium

par EMMANUEL POTIRON

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Dominique Guyomard.

Soutenue en 1998

à Nantes .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'oxydation electrochimique d'ions vanadyles en solution aqueuse conduit a la formation sur l'electrode de travail d'un depot d'oxyde de vanadium dit electrolytique et note ev#2o#5. Le mecanisme d'electrodeposition se deroule en deux etapes : une reaction d'oxydation suivie d'une reaction de precipitation. Apres electrodeposition, certains composes sont soumis a un traitement thermique modere, au cours duquel la structure electrolytique est conservee. Les ev#2o#5 sont des acides vanadiques hydrates a valence mixte pouvant s'ecrire sous la forme h#xv#2o#5###/#2#+#x#/#2. Nh#2o avec x0,4, 00,4 et 0n1,8. Ces deux derniers parametres varient, notamment, avec la densite de courant imposee, la duree et la temperature du traitement thermique sous air. Les ev#2o#5 presentent certaines similitudes avec les xerogels v#2o#5. Nh#2o. Ce sont des composes poreux et mal cristallises. Leur structure est constituee de couches anioniques, empilees de facon tres desordonnee. L'espace inter-couches renferme la majeure partie de l'eau, une faible quantite d'ions vanadyles et de protons echangeables. La structure bidimensionnelle et le potentiel eleve du couple v#(#v#)/v#(#i#v#) dans les ev#2o#5 en font de bons candidats en tant que materiau d'electrode positive pour batterie au lithium. L'intercalation electrochimique du lithium dans ces composes fait apparaitre 2 phenomenes monophases vers 2,5v/li et 3,1v/li. Cette reduction est accompagnee d'un allongement de la distance moyenne vanadium oxygene et d'une diminution reguliere du coefficient de diffusion. Les ev#2o#5 intercalent reversiblement environ 1,4li/unite formulaire pour un potentiel moyen de l'ordre de 2,8v/li a un regime de c/50. Cette capacite est liee a la teneur en v(v) pour les materiaux non traites en temperature et reste stable pendant un grand nombre de cycles charge/decharge. Le comportement electrochimique varie egalement avec la temperature de synthese et la presence de cations metalliques cu#2#+ ou ni#2#+ dans l'espace inter-couches.


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Informations

  • Détails : 189 P.
  • Annexes : 128 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 98 NANT 2075
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