Approche thermodynamique et spectroscopique des interactions polymère/solvants/sel dans des électrolytes polymères pour batteries au lithium

par Johanna Saunier

Thèse de doctorat en Science et Génie des matériaux

Sous la direction de Jean-Yves Sanchez.

Soutenue en 2001

à Grenoble INPG .

mots clés

• Sciences et techniques
• Physicochimie des polymeres
• Sciences et techniques
• Telecommunications et theorie de l'information
• Electrolyte solide polymere
• Methacrylonitrile polymere
• Membrane poreuse
• Vinylidene fluorure polymere
• Methacrylonitrile copolymere
• Copolymere trisequence
• Ether copolymere
• Dioxolane copolymere
• Preparation
• Copolymerisation anionique
• Copolymerisation ouverture cycle
• Solvatation
• Propriete electrochimique
• Gonflement
• Cinetique
• Mobilite ion
• Etude experimentale

Résumé

L'etude de deux systemes destines a l'application batterie lithium-ion a ete menee. Le premier systeme est constitue d'une membrane a base de polymethacrylonitrile (pman), un polymere capable de jouer un role actif dans les phenomenes de solvatation et de conduction du cation li +. Le second est constitue d'un separateur microporeux de polyfluorure de vinylidene impregne d'electrolyte liquide. Des copolymeres triblocs pman/polyether/pman et pman/polydioxolane/pman ont ete synthetises par voie anionique et caracterises. Les complexes sel/polymeres ont ensuite ete etudies. En particulier, la comparaison des phenomenes de solvatation avec ceux rencontres dans l'homopolymere de pman permet d'estimer le pouvoir solvatant du pman par rapport a celui de divers blocs centraux (poe, pop, pdxl). Des caracterisations physico-chimiques et electrochimiques de pvdf microporeux ont ete menees. Ainsi, l'influence des interactions au sein du systeme polymere/solvants/sel sur les performances et les proprietes de la membrane a ete determinee. L'importance de l'affinite solvant/polymere sur les phenomenes de degradation, de modification irreversible, et de mobilite des especes ioniques a notamment ete mise en evidence. Les effets de sel, de temperature et des synergies sur l'equilibre et la cinetique de gonflement de la membrane pvdf ont par ailleurs ete caracterises.

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