Structure, texture et morphologie de graphites synthétiques en poudre : étude de la conductivité électrique de mélanges comprimés Mn02-graphite
par Henri Wilhelm
Thèse de doctorat en Physique et chimie de la matière et des matériaux
Sous la direction de Guy Furdin.
Soutenue en 1999
à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .
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Résumé
Les graphites synthétiques pulvérulents utilisés dans la fabrication des piles à ions lithium servent de structure "hôte" pour le lithium à l'anode. La présence de graphite rhomboédrique, créé par broyage, permet d'améliorer les performances des batteries. Nous avons établi un modèle original traduisant toutes les interstratifications possibles, et calculé, à partir de spectres de diffraction des rayons X" les paramètres structuraux constituant la "carte d'identité" d'une poudre. Cette caractérisation est bien plus précise que celles habituellement menées dans la littérature. D'autres techniques expérimentales ont été utilisées pour étudier les poudres : la volumétrie d'adsorption du krypton a permis le calcul de leurs aires spécifiques et la détermination des mécanismes de rupture des grains les constituant. La viscosimétrie de suspensions de graphite a conduit au facteur de forme moyen des grains. Les catlhodes de piles alcalines sont fabriquées par compression de mélanges Mn02-graphite. Nous avons mesuré la conductivité électrique de tels mélanges à 77 K en fonction de la teneur en graphite et observé un seuil de conduction des particules de graphite dans le composite. La fraction volumique de graphite au seuil diminue lorsque l'anisométrie des particules de graphite augmente. Nous discutons également de la qualité des contacts intergranulaires dans les composites et insistons sur l'importance des conditions de fabrication de ces derniers ainsi que sur les qualités que doit posséder la poudre de graphite utilisée.
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