Performances et mécanismes électrochimiques des phosphures de Fer et Nickel comme anode dans les batteries Lithium-Ion

• Main Author: Boyanov, Simeon
• Language: FRE
• Published: Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc 2008
• Subjects: [CHIM] Chemical Sciences; Batterie lithium-ion; Electrode négative; Phosphures d'éléments de transition; Mise en forme de l'électrode; Performances et mécanismes; Spectrométrie Mössbauer de 57Fe; Mesures magnétiques; RMN 31P
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00351382; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/56/51/98/PDF/thA_se-Boyanov.pdf

Le travail de thèse, présenté dans ce mémoire, est consacré à l'étude de nouveaux matériaux d'électrode négative pour batteries Li-ion et plus particulièrement aux phosphures d'éléments de transition (PET). En général, ces matériaux présentent des capacités massiques et volumiques de l'ordre de 600-1200mAh/g, très supérieures à celles des composés carbonés utilisés dans les dispositifs actuellement commercialisés. Les phases des deux systèmes binaires Fe-P et Ni-P ont été étudiées dans ce travail en tant qu'électrodes négatives pour les batteries Li-ion. Les phosphures de fer et de nickel présentent des performances et mécanismes électrochimiques vis-à-vis du lithium intéressants. Diverses méthodes de synthèse ont été employées pour obtenir des matériaux de morphologie, de structure et de stoechiométrie variées. Plusieurs techniques de caractérisation ont été employées pour analyser les mécanismes électrochimiques : diffraction des rayons X, spectroscopie XANES, spectroscopie Mössbauer de 57Fe, RMN 31P et mesures magnétiques. L'étude approfondie de la réactivité de ces phases vis-à-vis du lithium nous a permis d'expliquer leurs fortes capacités massiques par un mécanisme redox impliquant le phosphore. Une étude du rôle de la mise en forme de l'électrode sur les performances a été également menée.