Etude spectroélectrochimique d'un accumulateur au lithium à électrolyte polymère

Spectroelectrochemical study of a lithium-based polymer electrolyte battery

• Auteur / Autrice : Isabelle Rey
• Direction : Jean-Claude Lassègues
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des polymères
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Batteries lithium-ion

Résumé

Ce travail est consacre a l'etude spectroscopique des elements et du fonctionnement d'un accumulateur au lithium a electrolyte polymere. Dans une premiere partie, la reactivite du lithium metallique vis a vis de differents gaz (n#2, o#2, h#2o, etc. . . ) est apprehendee par reflexion infrarouge dans le but d'identifier les especes susceptibles de se former a sa surface et de mettre en evidence leurs cinetiques de formation. Ce metal est notoirement instable dans l'air ambiant et cette etude preliminaire nous a permis de mesurer les contraintes liees a sa manipulation. La seconde partie concerne la caracterisation spectroscopique de l'electrolyte polymere utilise (p(oe)#n-litfsi) en fonction de la temperature et de la concentration en sel litfsi. Elle aboutit a une attribution vibrationnelle de l'anion tfsi#- jusque la inconnue et permet en particulier de confirmer les proprietes caracteristiques de cet anion. Enfin, nous developpons dans la troisieme partie de cette etude, une experience originale de spectroelectrochimie in-situ par microspectrometrie raman confocale qui nous a permis de mettre en evidence les gradients de concentration en sel qui s'etablissent au sein d'une cellule symetrique lithium / electrolyte polymere / lithium en cours de fonctionnement. La modelisation theorique de ces variations de concentration en sel mesurees au sein de l'electrolyte permet de caracteriser les proprietes de transport ionique de l'electrolyte. En particulier, nous avons pu determiner le coefficient de diffusion du sel d et les nombres de transport anionique t#- et cationique t#+ carateristiques de l'electrolyte considere. Enfin, les essais preliminaires sur un accumulateur complet ont montre la sensibilite de cette nouvelle methode aux especes susceptibles de se former a l'interface entre le lithium et l'electrolyte, ainsi qu'aux modifications structurales du materiau d'insertion au cours des processus d'oxydoreduction.