Utilisation des oxydes lithiés LiNi₁-y Coy O₂ comme électrodes positives dans les batteries au Lithium

Abstract

La première partie de ce travail est consacrée à la présentation des matériaux hôtes, des généralités sur les générateurs au lithium sont d’abord données avant d présenter les propriétés à satisfaire par un composé pour qu’il soit utilisé comme électrode positive dans une batterie. Un état de connaissance sur l’intercalation dans les oxydes et plus particulièrement les oxydes lithiés est donné. La deuxième partie montre les méthodes expérimentales que nous avons utilisé pour étudier nos composés. Ces méthodes sont l’analyse thermique, l’analyse morphologique, la diffraction des RX, les spectroscopies Raman et infrarouge, les mesures électriques et les études électrochimiques. Dans la troisième partie, nous avons montré les techniques de préparation des oxydes lithiés LiNi1-yCoyO2, utilisés dans ce travail, ainsi que les études thermo-gravimétriques (TG-DTA) effectuées sur ces échantillons. La quatrième partie montre les résultats expérimentaux : propriétés structurales, électriques et électrochimiques de nos composés oxydes lithiès LiNi1-yCoyO2 et plus particulièrement LiNi0.5Co0.5O2 et LiNi0.6Co0.4O2. Les mesures spectroscopiques des composés LiNi0.5Co0.5O2 préparés par la méthode de combustion montrent que clairement que le produit final a une structure spinelle modifiée (groupe d’espace Fd3m) avec une formule ions de lithium dans cette structure a été évalué à environ 10⁻₁⁰ cm2 S⁻₁, ce qui est inférieur par rapport à celui de composé LiNi0.5Co0.5O2 lamellaire. Les études effectuées sur les composés LiNi0.5Co0.5O2 préparés par la méthode sol-gel assistés par plusieurs acides carboxyliques ont montré que les poudres de développent avec une structure lamellaire (groupe d’espace R3m). Les mesures électrochimiques ont montré que les électrodes positives LiNi0.5Co0.5O2 réduits à 600°C ont in bon comportement pour les cycles. Le composé LiNi0.6Co0.4O2 synthétisé par la méthode sol-gel utilisant l’acide critique comme agent complexant a montré aussi une structure lamellaire. Le précurseur avec des particules de dimensions inférieures au micron a été obtenu à une température inférieure à 400°C et des poudres microcristallines ont été développées par un traitement thermique à 700°C pendant 4 heures dans l’air. Le comportement électrochimique du produit synthétisé LiNi0.6Co0.4O2 a été discuté en fonction de la procédure de sa synthèse.