Performances electrochimiques de materiaux cathodiques li xm 1 yo 2 (m = fe, mn) pour batteries au lithium a electrolyte liquide

par LAURE BORDET LE GUENNE

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Raymond Brec.

Soutenue en 1999

à Nantes .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Des reactions de synthese par chimie douce permettent l'obtention d'oxydes de fer ou de manganese presentant des structures favorables a l'intercalation de lithium, et donc susceptibles d'etre de bons materiaux d'electrode positive pour batteries au lithium. Des substitutions cationiques h +/li + a basses temperatures conduisent a la formation de deux formes d'oxydes de fer et de lithium : o-li 0 , 7 0h 0 , 3 0feo 2 et r-li 0 , 8 0h 0 , 2 0feo 2. Les structures de ces deux composes sont respectivement lamellaires et tridimensionnelles a tunnels. La desintercalation electrochimique dans ces deux composes fait apparaitre un palier de potentiel a 4v correspondant a l'oxydation de fe 3 + en fe 4 +. Cette charge est suivie d'une decharge en dessous de 3v qui provient d'une reduction de fe 3 + en fe 2 +. L'origine de ce comportement inattendu est l'instabilite intrinseque de fe 4 + dans ces phases, comportement demontre par etude mossbauer du fer. Des broyages realises sur le compose o-limno 2, de structure lamellaire ondulee, ont montre que la capacite specifique de ce materiau pouvait etre augmentee d'environ 15%. Cette augmentation n'a lieu que pour des temps et des energies de broyages bien definis. Des reactions de substitutions na +/li + ont permis la preparation des oxydes de manganese suivants : li 0 , 4 4mno 2 et li 0 , 5 4mn 0 , 8 8o 2. Le compose li 0 , 4 4mno 2 adopte une structure tridimensionnelle presentant des chemins unidimensionnels de diffusion du lithium (tunnels larges ou etroits). Le comportement electrochimique de li 0 , 4 4mno 2 met en evidence une excellente tenue en cyclage avec cependant, une capacite faible de 80 mah/g, a un regime de c/15, entre 2,6 et 3,8 v. Obtenu a partir d'un melange de phases lamellaires na 0 , 7 0 xmn xo 2, le materiau li 0 , 5 4mn 0 , 8 8o 2 presente une tres bonne capacite initiale de 160 mah/g, a un regime de c/15, entre 2,5 et 4,3 v, avec une perte lente de capacite.


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Informations

  • Détails : 167 p.
  • Annexes : 189 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 99 NANT 2040
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