Nouveaux sels de lithium à fonctions plastifiante et polaire : caractérisations physico-chimiques et électrochimiques en milieu polymère

• Auteur / Autrice : Xavier Ollivrin
• Direction : Jean-Yves Sanchez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Chimie

Chimie generale et chimie physique

Etude experimentale

Propriete electrique

Conductivite ionique

Electrolyte solide polymere

Ether polymere

Oligomere

Lithium sulfate

Stabilite

Batterie

Propriete rheologique

Résumé

Cette etude a porte sur des nouveaux sels de lithium integrant des fonctions solvatantes, plastifiantes et (ou) polaires. Ces nouveaux sels multifonctionnels pourraient etre utilises en generateur electrochimique. Un premier volet de l'etude a ainsi consiste a synthetiser et a caracteriser des oligoether-sulfates de lithium, de longueur variable. Plusieurs resultats peuvent etre mis en exergue : - les sulfate-esters, mono et dianioniques, d'oligoethers s'averent parfaitement solubles dans les polyethers semi-cristallins ou amorphes de haute masse. - leur domaine de stabilite electrochimique repond aux specifications des batteries au lithium et de certaines batteries lithium-ion, - leur nombre de transport cationique intrinseque, voisin de l'unite, reste en solution solide superieur a ceux de sels usuels tels que litfsi, licio 4 - bien que la conductivite de leurs complexes soit inferieure dans les zones de concentrations usuelles a celles de litfsi, leurs conductivites cationiques (8. 10 5 s/cm a 70\c) sont du meme ordre de grandeur, - l'etude combinee, a l'etat fondu, des proprietes rheologiques, electriques et electrochimiques a permis une analyse originale des electrolytes polymeres. Le second volet de l'etude concerne une famille de nouveaux sels organiques de superacides integrant, au sein de l'anion, des fonctions susceptibles de moduler localement, le pouvoir solvatant et la permittivite electrique. Leur domaine de stabilite electrochimique correspond au cahier des charges des batteries lithium et lithium-ion, et leur nombre de transport cationique varie entre 0,5 et 0,6. Plusieurs de ces sels atteignent, a 60\c, et dans des zones de concentration compatibles avec leur utilisation en batterie, des conductivites cationiques sensiblement superieures a celles de litfsi et des sulfates precedents.