Comprehension et optimisation des proprietes d'insertion du lithium de li 1 , 1v 3o 8. Influence de la morphologie et de substitutions par un cation alcalino-terreux dans l'espace inter-couches

• Auteur / Autrice : Séverine Jouanneau Si Larbi
• Direction : Dominique Guyomard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

L'etude realisee, en collaboration industrielle avec edf et bollore, concerne la comprehension et l'optimisation des proprietes d'insertion du lithium de li 1 , 1v 3o 8 et de composes derives. Deux voies principales ont ete suivies, d'une part l'optimisation de la morphologie et d'autre part l'etude de l'influence de substitutions dans l'espace inter-couches. Plusieurs echantillons de composition li 1 , 1v 3o 8 ont ete prepares a differentes temperatures et broyes sous differentes conditions. Les resultats de caracterisation (mesures bet, granulometrie laser, diffraction (electrons, rx, neutrons), cyclages a differents regimes dans differents domaines de potentiel) de ces echantillons et de leurs derives lithies revelent une influence majeure de la morphologie. Il est montre que la forme des grains (cristaux ou sans forme cristalline) controle totalement la cyclabilite. Des echantillons de morphologie optimale ayant des performances ameliorees ont ete prepares. Des nouveaux materiaux de formulation li 1 , 1 - 2 ym yh zv 3o 8 et m 0 , 5v 3o 8 (m=mg 2 +, ca 2 + ou ba 2 + ; y=0,050,27 ; z=0,040,14) ont ete synthetises par substitution partielle ou totale, respectivement, du lithium inter-couches de differents precurseurs li 1 , 1v 3o 8 de morphologie differente. La capacite reversible initiale resulte d'un compromis entre l'augmentation de la surface specifique (favorable) et la diminution de la distance inter-couches (defavorable). Par ailleurs, la morphologie du precurseur est conservee et controle la cyclabilite. L'effet benefique des substitutions sur les performances est demontre. Cette etude montre que li 1 , 1v 3o 8, modifie ou non, pourrait etre une bonne alternative a v 2o 5- en tant qu'electrode positive pour batteries au lithium polymere.