Abstract FR:

Ce travail presente l'etude du comportement electronique, magnetique et structural des oxydes de vanadium li#xv#2o#5 orthorhombiques (0<x<2) en liaison avec leur utilisation comme cathode reversible dans les batteries au lithium. Les differents composes li#xv#2o#5 ont ete synthetises soit par une methode de chimie douce (reduction chimique a temperature ordinaire), soit par une methode electrochimique en pile-bouton. Le cyclage du systeme electrochimique li/v#2o#5 presente une bonne reversibilite jusqu'a une teneur egale a 1 mole de lithium attribuee a la formation topotactique de trois phases , ,. Cependant, au-dela de x=1, existe un defaut de reversibilite que nous avons etudie par resonance paramagnetique electronique (rpe) et que nous avons attribue a la phase qui est tres difficile a desinserer et qui apparait au-dela de x=1. L'etude approfondie du magnetisme de la phase a ete realisee par spectroscopie de double resonance electronique et nucleaire (endor) qui permet seulement l'etude de composes magnetiquement dilues. On a mis ainsi en evidence l'existence de polarons libres et nous avons egalement montre que l'interaction hyperfine entre deux vanadium situes le long de l'axe c et appartenant a deux feuillets adjacents est caracterisee par un effet de covalence important. En s'appuyant sur les mesures de conductivite electronique, de rpe et d'endor realisees sur v#2o#5 et -li#xv#2o#5, nous avons interpreter le magnetisme des differentes phases li#xv#2o#5 a partir d'un modele unique ou les porteurs de charge sont des polarons et des bipolarons. L'etude des mecanismes de transport realisee par spectrometrie d'absorption dielectrique a mis en evidence l'existence de deux types de porteurs de charge, ce qui apporte une confirmation supplementaire au modele polaronique. On montre enfin que l'insertion d'ions fe#3#+ au sein de v#2o#5, qui conduit a un compose de formule fe#0#. #1#1v#2o#5#. #1#6 de structure tres proche de celle de v#2o#5, permet d'ameliorer de maniere significative les caracteristiques electrochimiques par rapport a celles de v#2o#5. Cette amelioration s'explique essentiellement par l'existence de chaines (fe-o)#n perpendiculaires aux feuillets qui, en rigidifiant la structure, induisent un retard a l'apparition des phases, en particulier de la phase qui est a l'origine du defaut de reversibilite au-dela de x=1 dans li#xv#2o#5