Étude physico-chimique des électrolytes d’hexafluorophosphate de lithium pour une application dans la batterie lithium-ion

par Audrey Martinent-Beaumont

Thèse de doctorat en Électrochimie

Sous la direction de Rachid Yazami.

Soutenue le 08-11-2037

à Grenoble INPG , dans le cadre de École doctorale matériaux et génie des procédés (Grenoble19..-2008) , en partenariat avec Laboratoire d'électrochimie et de physicochimie des matériaux et des interfaces (Grenoble1995-....) (laboratoire) .

mots clés

• Sciences et techniques
• Electrotechnique. Electroenergetique
• Accumulateur electrochimique
• Lithium ion
• Caracteristique electrochimique
• Hexafluorophosphate
• Electrolyte
• Impedance electrode
• Electrode carbone
• Interface electrode electrolyte
• Modelisation
• Impurete

Résumé

Le travail presente dans ce memoire, realise en collaboration avec atofina, concerne la caracterisation electrochimique d'electrolytes organiques a base d'hexafluorophosphate de lithium pour une application lithium-ion. Il a pour premier objectif de comparer le sel de laboratoire lipf 6 atofina r5 au sel commercialise lipf 6 stella, provenant de la societe japonaise du meme nom. Le sel stella repond aux criteres de purete battery-grade que se sont imposes les fabricants de composants pour batteries : il contient des quantites d'acide fluorhydrique et d'eau inferieures respectivement a 150 et 20 ppm (mg/kg de sel). Il est donc pris comme electrolyte de reference pour notre etude. Ce travail tente egalement d'etablir un lien entre la presence d'impuretes protiques (h 2o, hf) au sein de l'electrolyte et les performances electrochimiques de l'electrode carbonelithium, qui est l'electrode negative de la batterie lithium-ion. Pour ce faire, l'electrolyte battery-grade lipf 6 stella 1m + ec-dmc ((1 :1) en volume) est volontairement contamine par de faibles quantites d'eau, respectivement 100, 500 et 1000 ppm (mg/kg de solvant). L'exploitation pratique des resultats de cette etude consiste a trouver une methodologie applicable dans un contexte industriel, qui permette de valider la qualite battery grade d'un sel. Enfin, cette etude a egalement pour but de mieux comprendre les phenomenes ayant lieu a l'interface carbone | electrolyte. Pour ce faire, la spectroscopie d'impedance electrochimique a ete une technique de choix : elle a permis notamment de modeliser le comportement de l'electrode de carbone au contact de la solution organique lipf 6 1m + ec-dmc par l'intermediaire de circuits electriques equivalents.

Pas de résumé disponible.