Optimisation d'électrodes composites pour accumulateurs Li-ion de puissance élaborées en milieux aqueux
Auteur / Autrice : | Claire Fongy |
Direction : | Dominique Guyomard |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences des matériaux. Chimie du solide |
Date : | Soutenance en 2010 |
Etablissement(s) : | Nantes |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans ; 2008-2021) |
Partenaire(s) de recherche : | autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Séverine Jouanneau Si Larbi, Bernard Lestriez |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Ces travaux portent sur l'optimisation d'électrodes composites positives et négatives, respectivement à base de LiFePO4 et de Li4Ti5O12, pour accumulateurs Li-ion de puissance. Dans le cadre de l'élaboration d'électrodes par voie aqueuse, des formulations optimisées ont été définies pour les deux matériaux d'électrodes LiFePO4 (thèse W. Porcher – 2007) et Li4Ti5O12 par étude couplée des dispersions d'encre, des morphologies d'électrodes et des performances finales. A partir de ces électrodes, dont les performances électrochimiques sont évaluées en configuration demi-pile par rapport à du lithium métal, une étude systématique est menée sur les courbes de décharge qui caractérisent l'insertion du lithium dans la structure cristalline des matériaux d'électrodes. La réponse électrochimique du système est étudiée précisément suivant les paramètres de formulation (modification de l'agent conducteur et/ou des additifs polymères), de mise en oeuvre (épaisseur, grammage) et de structure des électrodes (porosité, tortuosité). Il en résulte une discrimination des différentes contributions résistives et des différentes limitations cinétiques de l'électrode (matériau d'électrode et son environnement) selon le grammage, la porosité et le régime de fonctionnement. Par l'identification de ces limitations, un début de diagnostic peut alors être avancé quant aux paramètres sur lesquels agir (conduction électronique, conduction ionique, architecture d'électrode, morphologie du matériau d'électrode) pour optimiser les performances des électrodes considérées