Synthèse et caractérisation de composés dans le système lithium-métal de transition-phosphite pour des applications en tant que matériaux de batteries
Institution:
Rennes, Ecole nationale supérieure de chimieDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work involves the research of new materials for applications as positive electrode materials in the field of lithium batteries. Our experiments focused on the hydrothermal synthesis route and characterization of compounds containing the phosphite group (HPO3)2- and various transition metals: vanadium, manganese and iron. The system based on vanadium has highlighted two original oxalatophosphites Li2(VOHPO3) C2O4, x H2O (x = 4 and 6) with lamellar structures whose thermal behaviors were studied in detail. The mobility of lithium by electrochemical and chemical routes was studied in a third original phase LiV(HPO3)2 of the same vanadium system. The study of the second system based on manganese revealed the original phases Li2Mn(HPO3)2 and LixMn11(HPO3)8(OH)6-xOx which were characterized and the electrochemical cycling was performed on the first compound. Finally, the last system containing iron was investigated and two new compounds, LiFe(HPO3)2, 3 H2O and LixFe11(HPO3)8(OH)6-xOx, were studied.
Abstract FR:
Ce travail porte sur la recherche de nouveaux matériaux en vue d’applications en tant que matériaux d’électrodes positive dans le domaine des batteries au lithium. Nos expérimentations ont porté sur la synthèse par voie hydrothermale et la caractérisation de composés contenant le groupement phosphite (HPO3)2- et divers métaux de transition : le vanadium, le manganèse et le fer. L’étude du système à base de vanadium a permis de mettre en évidence deux oxalatophosphites lithiés originaux de formulation Li2 VOHPO3) C2O4, x H2O (x = 4 et 6) présentant des structures lamellaires et dont les comportements thermiques ont été étudiés de manière approfondie. Une troisième phase LiV(HPO3)2, au sein du même système, a fait l’objet d’étude de la mobilité du lithium par voies électrochimique et chimique. L’étude du second système à base de manganèse a permis de mettre en évidence les phases originales Li2Mn(HPO3)2 de structure tridimensionnelle et LixMn11(HPO3)8(OH)6-xOx qui ont été caractérisées et le cyclage électrochimique a été réalisé sur le premier composé. Enfin, le dernier système contenant du fer a été exploré et deux nouvelles phases, LiFe(HPO3)2, 3 H2O et LixFe11(HPO3)8(OH)6-xOx, ont été étudiées.