Thèse soutenue

Elaboration, caractérisation et étude de l'insertion électrochimique du lithium dans des matériaux associant un élément métallique au graphite
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Auteur / Autrice : Anne Dailly
Direction : Denis Billaud
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique et chimie de la matière et des matériaux
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cette étude s'inscrit dans le cadre de la recherche de nouveaux matériaux pour électrodes négatives de batteries à ions lithium. Plusieurs voies de synthèse sont explorées afin d'élaborer des matériaux dits composites associant graphite et antimoine. Le but est de tirer avantage de l'insertion réversible du lithium dans la structure du semi-métal et celle du graphite. Des composés d'intercalation du graphite sont utilisés comme précurseurs. Un premier système graphite-nanoparticules d'antimoine dispersées dans une matrice organique est obtenu par la réduction de SbCl5 à l'aide d'un hydrure activé par un alcoolate en milieu solvant. La bonne stabilité du métal lors du cyclage oxydation/réduction électrochimique est mise en évidence. Des essais d'introduction de particules de métal entre les feuillets graphitiques par voie indirecte sont restés vains. La réduction de SbCl5 par KC8 et l'action de Cs en phase vapeur sur SbCl5 préalablement intercalé conduisent néanmoins à des composites graphite-antimoine présentant des performances électrochimiques supérieures à celles observées en l'absence d'antimoine. Finalement l'insertion d'antimoine est menée de manière indirecte en l'alliant préalablement au césium. Le composé d'intercalation du graphite résultant affiche un comportement électrochimique intéressant. Les caractéristiques structurales et morphologiques des différents systèmes sont étudiées par diffraction des rayons X et microscopie électronique à transmission afin de mieux appréhender les mécanismes susceptibles d'intervenir lors de l'insertion de lithium.