Assas Recherche | Influence de l'architecture des matériaux d'anode 2D sur les performances électrochimiques des batteries

Influence de l'architecture des matériaux d'anode 2D sur les performances électrochimiques des batteries (Document en Anglais)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 30/04/2025 (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Mohammadi Mostafa

Mohammadi, Mostafa

Nom

Mohammadi

Prénom

Mostafa

Nationalité

Français

Date de soutenance : 31-10-2024

Directeur(s) de thèse : Arfaoui Imad Eddine

Arfaoui, Imad Eddine

Nom

Arfaoui

Prénom

Imad Eddine

- Khazen Khashayar

Khazen, Khashayar

Nom

Khazen

Prénom

Khashayar

Etablissement de soutenance : Sorbonne université

Sorbonne université

Nom

Sorbonne université

- Khatam University (Tehran, Iran)

Khatam University (Tehran, Iran)

Nom

Khatam University (Tehran, Iran)

Laboratoire : De la molécule aux nano-objets : réactivité, interactions et spectroscopies (Paris ; 2014-....)

De la molécule aux nano-objets : réactivité, interactions et spectroscopies (Paris ; 2014-....)

Nom

De la molécule aux nano-objets : réactivité, interactions et spectroscopies (Paris ; 2014-....)

Ecole doctorale : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)

École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)

Nom

École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)

Informations générales

Discipline : Chimie Physique
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres : Microparticules de siloxène en couches, Processus de calcination, Anode de batterie lithium-Ion, Hautes performances électrochimiques, Couche SEI
Mots-clés :

Électrochimie
Batteries lithium-ion
Anodes - Matériaux
Électrolytes

Résumé : Les matériaux à base silicium bidimensionnels (2D), équivalents au graphène, sont particulièrement intéressants en raison de leurs propriétés électrochimiques et mécaniques inhérentes combinées à une anisotropie structurelle. Cette combinaison unique limite efficacement l'expansion volumique de la couche à l'interface entre l'anode et l'électrolyte (SEI) tout en augmentant considérablement la capacité spécifique de la batterie. Ce travail vise à améliorer les performances de stockage du lithium de microparticules de siloxène 2D, en particulier après un processus de calcination à 300°C. Les anodes de siloxène 2D atteignent une capacité stable de 1500 mAh g-1 à C/20 après 2 cycles, et une stabilité de cyclage d'environ 750 mAh/g après 200 cycles à 1000 mA/g, surpassant les électrodes de graphite de plus de trois fois, sans subir d'expansion de volume ni sacrifier leurs performances électrochimiques. Le processus de calcination modifie la surface des feuillets de Si en éliminant partiellement les groupes terminaux H et OH, réduisant ainsi la réduction des solvants, augmentant la teneur en LiF dans la couche SEI et améliorant l'affinité entre le siloxène et LiF. En conséquence, la stabilité après plusieurs cycles des électrodes de siloxène est grandement améliorée par rapport aux anodes à base de nanoparticules de Si de 100 nm. La calcination apparaît donc comme une méthode prometteuse pour améliorer les propriétés électrochimiques des électrodes de siloxène, offrant des perspectives intéressantes pour la conception d'anodes de batteries lithium-ion haute performance. De plus, l'utilisation d'un additif électrolytique (FEC) a encore réduit la perte de capacité à des taux de charge plus élevés et prolongé le cyclage. La formation et l'évolution des couches SEI ont été étudiées en utilisant l'XPS et le SEM en utilisant des coupes transversales des anodes.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2024SORUS450
Type de ressource : Thèse