Electrodes de batteries Li-ion. 2 : matériaux, mécanismes et performances

Auteur(s) :

Monconduit, Laure Découvrir l'auteur

Résumé

Etude des différents matériaux d'électrodes négatives et positives pour batteries lithium-ion. ©Electre 2015

Autre(s) auteur(s)
- Croguennec, Laurence
- Dedryvère, Rémi
Éditeur(s)
- ISTE editions
Date
- cop. 2015
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (98 p.) : ill. ; 24 cm
Collections
- Energie. Série Stockage de l'énergie - batteries et supercondensateurs
Sujet(s)
- Électrodes
- Énergie -- Stockage
ISBN
- 978-1-78405-078-8 ;
- 1-78405-078-4
Indice
- 621.35 Accumulateurs et piles, piles à combustible
Quatrième de couverture
- Stockage de l'énergie - batteries et supercondensateurs
  Ce livre fait partie de la série Stockage de l'énergie - batteries et supercondensateurs dédiée à la recherche et à l'innovation dans le domaine du stockage électrochimique de l'énergie qui permet de dompter l'électricité et de la mettre chimiquement en cage.
  Le choix des matériaux d'électrodes positive et négative conditionne les performances des batteries lithium-ion.
  Structure cristalline, conductivité électronique et ionique, taille et morphologie des particules sont des caractéristiques essentielles qui influencent directement le potentiel de travail et la capacité massique ou volumique des matériaux d'électrode, et par conséquent la densité d'énergie des batteries. La réactivité chimique et électrochimique des matériaux d'électrodes avec l'électrolyte est un point important au regard des phénomènes de vieillissement qui prennent place aux interfaces électrode/électrolyte. A ces considérations viennent s'ajouter des exigences économiques et environnementales nécessaires pour envisager le développement des applications futures de cette technologie, comme dans le transport (véhicules électriques) et le stockage des énergies renouvelables.
  Cet ouvrage présente les matériaux d'électrodes actuels et futurs et s'intéresse plus particulièrement à la compréhension des mécanismes pour proposer des électrodes de batteries Li-ion plus performantes.
Tables des matières
- - Electrodes de batteries Li-ion
  - matériaux, mécanismes et performances
  - Laure Monconduit
  - Laurence Croguennec
  - Rémi Dedryvère
  - iSTE
  - Introduction9
  - Première Partie. Les électrodes négatives15
  - Introduction de la première partie17
  - Chapitre 1. Les matériaux « classiques » : mécanisme d'insertion19
  - 1.1. Le carbone graphite19
  - 1.1.1. Mécanismes d'intercalation du lithium19
  - 1.1.2. Interface électrode/électrolyte et additifs20
  - 1.2. Oxydes de titane22
  - 1.2.1. Li₄Ti₅O₁₂23
  - 1.2.2. TiO₂24
  - 1.2.2.1. Différents arrangements cristallographiques24
  - 1.2.2.2. Performances et mécanismes25
  - 1.2.2.3. Optimisations26
  - Chapitre 2. Vers d'autres matériaux, d'autres mécanismes29
  - 2.1. Le silicium30
  - 2.1.1. Mécanisme de lithiation/délithiation30
  - 2.1.2. Silicium nanostructuré32
  - 2.1.3. Formulation d'électrode33
  - 2.1.4. Mécanismes de vieillissement33
  - 2.2. Autres éléments du bloc p35
  - 2.2.1. Les alliages35
  - 2.2.1.1. L'étain35
  - 2.2.1.2 L'antimoine, le phosphore36
  - 2.2.2. Les matériaux de conversion37
  - 2.2.3. Les limitations : changements volumiques et instabilité de la SEI38
  - 2.2.4. La nanostructuration39
  - 2.2.5. La formulation d'électrode40
  - 2.2.6. La formulation d'électrolyte : effet des additifs41
  - Conclusion de la première partie : bilan sur les électrodes négatives43
  - Deuxième partie. Les électrodes positives45
  - Introduction de la deuxième partie47
  - Chapitre 3. Les oxydes lamellaires de métaux de transition comme matériaux d'électrode pour batteries Li-ion : de LiCoO₂ à Li₁+_xM_1-xO₂49
  - 3.1. L'oxyde lamellaire LiCoO₂ : le point de départ49
  - 3.2. De LiNiO₂ initialement étudié comme une alternative à LiCoO₂, à la commercialisation de LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂ (NCA) et LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂ (NMC)53
  - 3.3. Interfaces électrode/électrolyte et phénomènes de vieillissement des oxydes lamellaires57
  - 3.4. Des oxydes lamellaires dits Li-rich de fortes capacités62
  - 3.4.1. Vers des capacités massiques inédites62
  - 3.4.2. Phénomènes de surface et stabilisation de l'interface électrode/électrolyte65
  - 3.4.3. Conclusion67
  - Chapitre 4. Des alternatives aux oxydes lamellaires69
  - 4.1. Les matériaux de structure spinelle : de LiMn₂O₄ à LiNi_1/2Mn_3/2O₄69
  - 4.1.1. LiMn₂O₄, un matériau à structure tridimensionnelle69
  - 4.1.2. Dissolution de LiMn₂O₄ à l'interface avec l'électrolyte71
  - 4.1.3. LiNi_0.5Mn_1.5O₄ : vers les hauts potentiels73
  - 4.1.4. Amélioration de l'interface électrode/électrolyte à haut potentiel74
  - 4.2. La phase de structure olivine LiFePO₄ : une petite révolution75
  - Conclusion81
  - Bibliographie83
  - Index97
Origine de la notice:
- OCoLC ;
- Uk