Electrodéposition de revêtements composites à base de polyaniline pour des applications de batterie Lithium-ion et de protection contre la corrosion

par Nesrine Harfouche

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Belkacem Nessark et de François-Xavier Perrin.

Le président du jury était Djaafar Benachour.

Le jury était composé de Djaafar Benachour, Fabrice Lallemand, Thierry Djenizian.

Les rapporteurs étaient Fabrice Lallemand.


  • Résumé

    Dans cette étude, nous avons préparé deux matériaux composites conducteurs par le procédé d’électropolymérisation. Lebut de la première partie de la thèse était l’élaboration de films composites polyaniline /LiMn2O4 pour leur applicationcomme matériau de cathode dans les batteries lithium-ion. Les analyses par diffraction des rayons X, analyse EDX etspectrométrie IRTF ont confirmé l'incorporation de LiMn2O4 dans les films composites. Les analyses électrochimiquesdes films obtenus ont mis en évidence une conductivité plus élevée des films composites comparée à la conductivité desfilms de PANI. La deuxième partie a été consacrée à la préparation de l’oxyde de graphène (OG) à partir de graphiteselon 2 méthodes de synthèse dérivées de la méthode de Hummers. Les résultats obtenus ont montré que le de gréd’oxydation des feuillets n’était pas le seul critère à prendre en compte pour évaluer la stabilité du OG dans l’eau. Lesfeuillets d’OG obtenus ont été incorporés à la polyaniline par électropolymérisation d’une suspension d’OG et d’anilineen milieu neutre. Le milieu électrolytique neutre conduit à des chaînes oligomères de PANI de faible masse molaire avecune proportion significative d’unités aromatiques mono et 1,2-disubstituées dans la structure finale. Différents substratsmétalliques ont été testés et les films ont été en particulier déposés sur fer afin d’évaluer leur protection anticorrosion.

  • Titre traduit

    Electrodeposition of composite films based on polyaniline for lithium-ion batteries and protection against corrosion applications


  • Résumé

    In this study, we prepared two conductive composite materials based on polyaniline (PANI) byelectrodeposition. First, we investigated the development of new polyaniline/LiMn2O4 composite films forapplication as cathode material in lithium-ion batteries. Analysis by X-ray diffraction, EDS analysis and FTIRspectroscopy confirmed the incorporation of LiMn2O4 in composite films. The electrochemical analysis of thefilms obtained showed a higher conductivity of the composite films compared to the conductivity of the filmsof PANI. The second part was devoted to the preparation of oxidized graphene (GO) from graphite by 2methods of synthesis derived from the method of Hummers. The results showed that the degree of oxidation ofthe graphene sheets was not the only criterion in assessing the stability of GO in water. Electropolymerizationof aniline in a neutral electrolyte containing GO sheets was carried out to prepare PANI-GO composite films.The neutral electrolytic medium leads to PANI oligomer chains of low molecular weight with a significantproportion of aromatic mono units and 1,2-di-substituted units in the final structure. The electrodeposition wasperformed on inert and oxidizable metals. The corrosion protection efficiency of PANI/GO composite filmswas studied in HCl corrosion medium.


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