Etude par spectroscopie d'impédance électrochimique, couplée à la microscopie électronique, d'interfaces de batteries au lithium et à ions lithium

Study of interfaces in lithium and Li-ion batteries by means of coupled electrochemical impedance spectroscopy and electron microscopy

• Auteur / Autrice : Mickael Dollé
• Direction : Jean-Marie Tarascon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences.Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Amiens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Piles au lithium

Résumé

Les interfaces lithium/électrolyte polymère et carbone/électrolyte ont une importance primordiale sur les performances des batteries au lithium et à ions lithium. L'objectif de ce travail était d'acquérir une meilleure compréhension de ces interfaces dans le but d'optimiser leur fonctionnement. Pour cela, des mesures d'impédance électrochimique 3 électrodes dans des cellules de configurations variées ont été mises au point et un microscope électronique à balayage (MEB) a été amélioré afin de permettre l'étude in situ de l'interface lithium/électrolyte polymère. L'influence de la température et du régime de formation sur la nature chimique et l'épaisseur de la couche de passivation formée à l'interface carbone/électrolyte a ainsi été démontrée tout comme l'importance des conditions de formation sur les performances des matériaux carbonés. L'étude par spectroscopie d'impédance électrochimique a alors été étendue à des batteries LiCoO2/graphite en configuration plastique. Enfin, l'influence de la densité de courant sur la morphologie des dendrites à l'interface lithium/électrolyte polymère a été confirmée et les premières observations par MEB de la croissance de dendrites en direct ont été obtenues. L'ensemble des résultats a permis de mieux comprendre chacune des interfaces étudiées et ainsi de proposer des mécanismes