Comparaison des propriétés structurales et des performances électrochimiques des deux matériaux d'électrode positive LiNi₀,₇Co₀,₃O₂ et LiNi₀,₆₅Co₀,₂₅Mn₀,₁₀O₂ des batteries lithium-ion

Abstract

Des métaux lamellaires d’électrode positive pour batteries lithium-ion, de formule LiNi₀,₇₋yCo₀,₃₋yMn₂yO₂ (y = 0 et 0.05), ont été synthétisés par combustion dans différentes conditions de synthèse (température, traitement thermique). Une étude des propriétés physico-chimiques et structurales de différents matériaux LiNi₀,₇₋yCo₀,₃ O₂ et LiNi₀,₆₅Co₀,₂₅Mn₀,₁₀O₂ et a été réalisée par les techniques classiques de la Chimie du Solide et de la Science des Matériaux : diffraction des rayons X, mesures magnétiques et microscopie électronique à balayage (MEB) de façon à essayer de déterminer le (les) facteurs(s) clé(s) à de bonnes performances électrochimiques en batteries au lithium. La combinaison des analyses des matériaux désintercalés électrochimiquement LixNi₀,₇₋yCo₀,₃₋yMn₂yO₂ (y = 0 et 0.05) par diffractions des rayons X et par mesure magnétique nous a permis de confirmer les modifications structurales observées au cours du cyclage dans LixNi₀,₇₋yCo₀,₃O₂ et de montrer l’effet positive du manganèse sur les performances électrochimiques en batteries lithium-ion. La dégradation thermique des phases désintercalées chimiquement Li₀,₃Ni₀,₇₋yCo₀,₃₋yMn₂yO₂ (y = 0 et 0.005) a ensuite été étudiée par analyse thermogravimétrique (ATG) couplée à la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), corrélée à des expériences de diffraction des rayons X en situ, afin d’en déterminer le mécanisme et d’expliquer les différences de stabilité observées suivant la température.