Fluorures de graphite : Synthèse-Caracterisation : Applications dans le stockage électrochimique de l'énergie

Abstract

Ce travail est consacré des fluorures de graphites préparés à température ambiante (notés CF(RT)). Dans une première partie, une nouvelle méthode de synthèse est décrite : le graphite est mis en contact direct, à température ambiante avec le mélange gazeux F₂-HF-MFn où MFn = IF₇, IF₅, BrF₅, CIF₃, WF₆, MoF₆, BF₃ … Cette méthode conduit à la formation de nouveaux fluorures de graphite de formule générale CFxMy (0,5 ≤ x ≤ 0,9 ; 0,06 ≥ y ≥ 0,02 et M = I, Br, Cl, W …). Les composés les plus riches en fluor ont été obtenus en présence de IF₇ ou de IF₅. L’étude des CF(RT) par diffraction des rayons X, par spectroscopie infra-rouge et par résonance magnétique nucléaire a permis de montrer que dans ces matériaux la liaison C-F a un caractère ionique avec conservation de la planéité des plans de graphène. La deuxième partie de ce travail concerne du comportement électrochimique de ces matériaux. Les fluorures de graphite préparés à haute température sont déjà utilisés comme cathode dans les piles au lithium. Les CF(RT) présentant des performances supérieures certainement dues à la différence de leur structure et de la nature des liaisons C-F. Que ce soit en milieu électrolyte liquide (carbonate de propylène) ou polymère solide (POE), les densités d’énergie observées (2000 Wh/kg) placent ces matériaux parmi les plus performances connus actuellement.