Synthese, caracterisation et etude des proprietes electrochimiques de nouveaux oxydes de manganese pour electrodes positives d'accumulateurs au lithium

par SYLVAIN FRANGER

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de JEAN-PIERRE PEREIRA RAMOS.

Soutenue en 2001

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Apres avoir reexamine en detail, dans une premiere partie, l'ensemble des caracteristiques electrochimiques de la birnessite sol-gel, mno 1 , 8 4. 0,6 h 2o, en particulier grace a une etude detaillee de la cinetique de transport du lithium dans le materiau, une reponse appropriee a ete apporte a la baisse constante de capacite en cyclage grace a un dopage de la structure birnessite par le cobalt. Des capacites specifiques stables en cyclage sont alors obtenues avec 170 ah/kg au bout du quarantieme cycle a c/20. Les variations structurales fortement amoindries, dans le cas du compose au cobalt, sont responsables de l'amelioration constatee. En effet, dans le domaine d'utilisation de 4,2 v a 2v, la transition hexagonale monoclinique qui a lieu au cours du processus d'intercalation dans la birnessite sol-gel n'est jamais observee dans le cas du compose au cobalt. Dans une seconde partie, nous avons synthetise toute une famille de composes lamellaires de formule li ymn 1 xm xo 2 +. Prepares par echange d'ions a reflux a 100\c en milieu aqueux a partir de na 0 , 7mno 2 +. Les composes li ymn 1 xm xo 2 +. Obtenus apres traitement thermique a 200 et a 300\c presentent des courbes de decharge - charge uniforme, mais d'un point de vue structurale sont constituees majoritairement d'une phase lamellaire hexagonale et tres minoritairement d'une phase spinelle. L'etude chronopotentiometrique de ces composes a demontre que le comportement le plus performant etait obtenu pour le compose dope au cobalt avec un taux optimum de x = 0,15. Ce materiau s'est revele remarquable de par ses caracteristiques electrochimiques avec 190 ah/kg recuperes au bout du quarantieme cycle contre 170 ah/kg pour le compose non dope. De telles valeurs stables sont parmi les plus elevees jamais obtenues dans le cas des oxydes de manganese lamellaires. Nous avons pu montrer en outre que la cinetique de transport du lithium etait superieure de 1 a 2 ordres de grandeur a celles obtenues dans les birnessites sol-gel.

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Informations

  • Détails : 252 p.
  • Annexes : 183 ref.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Disponible 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 2001
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