Cristallochimie de phosphates de vanadium comme électrodes positives pour batteries Li-ion et Na-ion
Auteur / Autrice : | Édouard Boivin |
Direction : | Christian Masquelier, Laurence Croguennec, Jean-Noël Chotard |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie. Chimie des solides et sciences des matériaux |
Date : | Soutenance le 24/11/2017 |
Etablissement(s) : | Amiens |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de réactivité et chimie des solides (Amiens) - Réseau sur le Stockage Électrochimique de l'Énergie - Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac) |
Jury : | Président / Présidente : Florent Boucher |
Examinateurs / Examinatrices : Christian Masquelier, Laurence Croguennec, Jean-Noël Chotard, Christine Martin, Alain Demourgues, Olivier Mentré, Montse Casas-Cabanas | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Martin, Alain Demourgues |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Ce travail de thèse a pour but d'explorer de nouveaux matériaux de type structural Tavorite et de revisiter certains déjà bien connus. Dans un premier temps, les synthèses de compositions ciblées ont été réalisées selon des procédures variées (voies tout solide, hydrothermale, céramique assistée par sol-gel, broyage mécanique) afin de stabiliser d'éventuelles phases métastables et d'ajuster la microstructure impactant fortement les performances électrochimiques de tels matériaux polyanioniques. Ces matériaux ont ensuite été décrits en profondeur, dans leurs états originaux, depuis leurs structures moyennes, grâce aux techniques de diffraction (diffraction des rayons X sur poudres ou sur monocristaux et diffraction des neutrons) jusqu'aux environnements locaux, en utilisant des techniques de spectroscopie (résonance magnétique nucléaire à l'état solide, absorption des rayons X, infra-rouge et Raman). Par la suite, les diagrammes de phases et les processus d'oxydoréduction impliqués pendant l'activité électrochimique des matériaux ont été étudiés grâce à des techniques operando (diffraction et absorption des rayons X). La compréhension des mécanismes impliqués pendant le cyclage permet de mettre en évidence les raisons de leurs limitations électrochimiques : La synthèse de nouveaux matériaux (composition, structure, microstructure) peut maintenant être développée afin de contrepasser ces limitations et de tendre vers de meilleures performances