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Thèse soutenue

Synthèse et caractérisation de nanoparticules et de nanocomposites : étude de leur comportement vis-à-vis de l'insertion électrochimique du lithium

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Auteur / Autrice : Mathieu Quintin
Direction : Marie-Hélène Delville, Guy Campet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences chimiques. Physicochimie de la matière condensée
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

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Ce mémoire présente tout d’abord un bilan succinct sur les polymères conducteurs utilisés ici : le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) et le polypyrrole. Un bilan sur les modes de synthèse utilisés pour réaliser des nanohybrides cœur-écorce à base de polyme��res conducteurs est ensuite proposé. Enfin une revue des différents nanomatériaux, dans lesquels l’insertion électrochimique du Li a été étudiée, est présentée. La deuxième partie traite de l’étude des nanoparticules de maghémite. La méthode de synthèse ainsi que diverses caractérisations physico-chimiques sont tout d’abord présentées. L’étude électrochimique de ce matériau a été réalisée par le biais de méthodes conventionnelles et de Spectroscopie d’Impédance Electrochimique (SIE). Les nanoparticules peuvent insérer jusqu’à 1,3 Li (230 mAh/g) par motif Fe2O3. Ceci est dû à l’échelle nanométrique qui permet d’améliorer la diffusion des ions Li. La SIE a montré que l’insertion s’opère au sein d’un agrégat avec un processus en 2 étapes : une insertion en surface suivie d’une insertion en cœur. L’étude des nanohybrides cœur-écorce γ-Fe2O3/PEDOT et polypyrrole est présentée en troisième partie. Afin de favoriser la polymérisation des monomères en surface des nanoparticules, des modifications de surface ont dû être réalisées. L’étude électrochimique a mis en évidence une augmentation de la capacité spécifique jusqu’à 450 mAh/g qui est due à l’amélioration de la séparation des particules par un matériau conducteur. La dernière partie traite de la synthèse et de la caractérisation d'un nanocomposite constitué de nanoparticules de TiO2 intercalées entre les feuillets d'un matériau lamellaire le MoO3 dont la capactié spécifique est supérieure à celles des matériaux de départ (350mAh/g pour MoO3 et 180 mAh/g pour TiO2)