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Accueil du site > Departement Métallurgie Matériaux Inorganiques > Equipes de recherche > Chimie Métallurgique des Terres Rares (CMTR) > Thèmes de recherche > Stockage et Conversion Electrochimique > Batteries Li-ion

Batteries Li-ion

(Contact : F. Cuevas)
(Contact : M. Latroche)
 

  Bien que les batteries Li-ion possèdent aujourd’hui des performances remarquables, la capacité de stockage peut être encore fortement améliorée, particulièrement pour l’électrode négative. Á la différence des accumulateurs Ni-MH, l’électrolyte des accumulateurs Li-ion est constitué par un sel de lithium dissout dans un solvant organique. Les électrodes sont faites de matériaux qui réagissent réversiblement avec le cation Li+ à des potentiels redox différents . L’électrode positive est généralement un oxyde de métal de transition ou un phosphate de fer lithié tandis que la négative est le plus souvent du carbone graphite.

 

Nos travaux actuels sur les matériaux d’électrode négative d’accumulateurs Li-ion se portent sur deux familles :
- des nanocomposites multiphasés Si/Carbone/M (M = composé intermétallique)
- des nanohydrures métalliques.

La nanostructuration a pour but d’accommoder les forts changements de volume lors du cyclage d’électrodes à base de Si et, d’autre part, de faciliter les réactions de conversion qui s’opèrent dans les hydrures métalliques.

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Schéma d’un accumulateur Li-ion pendant la charge électrochimique.

Nanohydrures métalliques

Récemment le remplacement du graphite par des hydrures métalliques dans l’électrode négative des batteries Li-ion a été proposé. Cette approche très novatrice, qui rapproche les matériaux des batteries Ni-MH de ceux des batteries au lithium, est basée sur un mécanisme de conversion des hydrures métalliques avec le lithium (MHx +xLi ↔ M + xLiH). Cette réaction diffère radicalement de celle d’insertion communément utilisée dans les batteries Li-ion et demande l’utilisation d’hydrures métalliques à l’échelle (...)

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Nanocomposites multiphasés Si/Carbon/M (M = composé intermétallique)

Le fort changement de volume du silicium lors des réactions de lithiation/délithiation (ΔV/V = 300 %) limite son utilisation comme matériau d’électrode à l’état massif. Le changement de volume conduit à une durée de vie médiocre lors du cyclage électrochimique en raison des pertes de conductivité électronique avec le collecteur de courant. Pour surmonter ce problème, nos recherches s’orientent sur l’étude des nanocomposites multi-phasés Si/C/M. Ces matériaux sont constitués par des nanoparticules de silicium (...)

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