Etude de ∞-MoO3 comme matériau d’intercalation du lithiumt : propriétés électrochimiques, comportement structural, propriétés de transpor

AMoO3 as an intercalation material for lithium batteries : electrochemical, structural and transport properties

• Auteur / Autrice : Sébastien Berthumeyrie
• Direction : Jean-Claude Badot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Piles au lithium

Molybdène -- Composés

Lithium -- Composés

Résumé

Ce travail présente de nouveaux apports sur le comportement de ∞MoO3 en tant que matériau d’intercalation de lithium pour batteries au lithium. Historiquement, ce composé a toujours montré de bonnes potentialités mais sa mauvaise cyclabilité l’a empêché de devenir un matériau de choix. Le manque d’informations fondamentales sur les capacités d’insertion de cet oxyde a empêché de comprendre cette mauvaise cyclabilité. Nous proposons dans ce travail une étude structurale des composés LixMoO3 formés au cours du cyclage ainsi qu’une étude de leurs propriétés de transport, ionique et électronique. Nous proposons un modèle structural pour les différentes phases formées lors de la première décharge. Nous expliquons les propriétés de transport électronique dans ces matériaux et vérifions les propriétés de transport ionique de ces phases. En cyclage, nous montrons que les phases LixMoO3 peuvent se dégrader en Li2MoO4, un composé inactif et qu’un autre mécanisme de dégradation des performances existerait. Nous étudions l’influence de la taille des particules et de leur morphologie sur les performances électrochimiques. Nous avons pour cela décrit deux méthodes de synthèse (nanoparticules par attrition et nanorubans par « chimie douce »). Les propriétés structurales et de transport des phases LixMoO3 formées sont différentes de celles rencontrées dans le cas de la poudre classique. Nous montrons notamment que la première réduction de la nanopoudre conduit à un large domaine de solution solide. La diminution de la taille de particule conduit à un accroissement de leur réactivité. Ceci accentue le vieillissement de l’électrode à cause notamment de la formation facilitée de Li2MoO4.