4 resultados para biochars, lithium-sulfur batteries, microporous structure, bamboo carbon–sulfur composites
em Université de Montréal, Canada
Resumo:
Nous avons mis au point une approche novatrice pour la synthse dun matriau de cathode pour les piles lithium-ion base sur la dcomposition thermique de lure. Les hydroxydes de mtal mixte (NixMnxCo(1-2x)(OH)2) ont t prpars (x = 0.00 0.50) et subsquemment utiliss comme prcurseurs la prparation de loxyde de mtal mixte (LiNixMnxCo(1-2x)O2). Ces matriaux, ainsi que le phosphate de fer lithi (LiFePO4), sont pressentis comme matriaux de cathode commerciaux pour la prochaine gnration de piles lithium-ion. Nous avons galement dvelopp un nouveau traitement post-synthse afin damliorer la morphologie des hydroxydes. Loriginalit de lapproche base sur la dcomposition thermique de lure rside dans lutilisation indite des hydroxydes comme prcurseurs la prparation doxydes de lithium mixtes par lintermdiaire dune technique de prcipitation uniforme. De plus, nous proposons de nouvelles techniques de traitement sadressant aux mthodes de synthses traditionnelles. Les rsultats obtenus par ces deux mthodes sont rsums dans deux articles soumis des revues scientifiques. Tous les matriaux produits lors de cette recherche ont t analyss par diffraction des rayons X (DRX), microscope lectronique balayage (MEB), analyse thermique gravimtrique (ATG) et ont t caractriss lectrochimiquement. La performance lectrochimique (nombre de cycles vs capacit) des matriaux de cathode a t conduite en mode galvanostatique.
Resumo:
Dans cette thse nous dmontrons le travail fait sur deux matriaux de cathodes pour les piles lithium-ion. Dans la premire partie, nous avons prpar du phosphate de fer lithi (LiFePO4) par deux mthodes de lithiation prsentes dans la littrature qui utilisent du phosphate de fer (FePO4) amorphe comme prcurseur. Pour les deux mthodes, le produit obtenu chaque tape de la synthse a t analys par la spectroscopie Mssbauer ainsi que par diffraction des rayons X (DRX) pour mieux comprendre le mcanisme de la raction. Les rsultats de ces analyses ont t publis dans Journal of Power Sources. Le deuxime matriau de cathode qui a t tudi est le silicate de fer lithi (Li2FeSiO4). Une nouvelle mthode de synthse a t dveloppe pour obtenir le silicate de fer lithi en utilisant des produits chimiques peu couteux ainsi que de lquipement de laboratoire de base. Le matriau a t obtenu par une synthse ltat solide. Les performances lectrochimiques ont t obtenues aprs une tape de broyage et un dpt dune couche de carbone. Un essai a t fait pour synthtiser une version substitue du silicate de fer lithi dans le but daugmenter les performances lectrochimiques de ce matriau.
Resumo:
Dans cette thse, nous dmontrons des travaux sur la synthse faible cot des matriaux de cathode et l'anode pour les piles lithium-ion. Pour les cathodes, nous avons utilis des prcurseurs faible cot pour prparer LiFePO4 et LiFe0.3Mn0.7PO4 en utilisant une mthode hydrothermale. Tout d'abord, des matriaux composites (LiFePO4/C) ont t synthtiss partir d'un prcurseur de Fe2O3 par une procd hydrothermique pour faire LiFePO4(OH) dans une premire tape suivie d'une calcination rapide pour le revtement de carbone. Deuximement, LiFePO4 avec une bonne cristallinit et une grande puret a t synthtis en une seule tape, avec Fe2O3 par voie hydrothermale. Troisimement, LiFe0.3Mn0.7PO4 a t prpar en utilisant Fe2O3 et MnO comme des prcurseurs de bas cots au sein d'une mthode hydrothermale synthtique. Pour les matriaux d'anode, nous avons nos efforts concentr sur un matriau d'anode faible cot -Fe2O3 avec deux types de synthse hydrothermales, une a base de micro-ondes (MAH) lautre plus conventionnelles (CH). La nouveaut de cette thse est que pour la premire fois le LiFePO4 a t prpar par une mthode hydrothermale en utilisant un prcurseur Fe3+ (Fe2O3). Le Fe2O3 est un prcurseur faible cot et en combinant ses cots avec les conditions de synthse basse temprature nous avons ralis une rduction considrable des cots de production pour le LiFePO4, menant ainsi une meilleure commercialisation du LiFePO4 comme matriaux de cathode dans les piles lithium-ion. Par cette mthode de prparation, le LiFePO4/C procure une capacit de dcharge et une stabilit de cycle accrue par rapport une synthtisation par la mthode l'tat solide pour les mmes prcurseurs Les rsultats sont rsums dans deux articles qui ont t rcemment soumis dans des revues scientifiques.
Resumo:
Le LiFePO4 est un matriau prometteur pour les cathodes des batteries au lithium. Il possde une bonne stabilit haute temprature et les prcurseurs utiliss pour la synthse sont peu couteux. Malheureusement, sa faible conductivit nuit aux performances lectrochimiques. Le fait de diminuer la taille des particules ou denrober les particules dune couche de carbone permet daugmenter la conductivit. Nous avons utilis une nouvelle mthode appele synthse par voie fondue pour synthtiser le LiFePO4. Cette synthse donne des gros cristaux et aucune impuret nest dtecte par analyse Rayon-X. En revanche, la synthse de LiXFePO4 donne un mlange de LiFePO4 pur et dimpuret base de lithium ou de fer selon lexcs de fer ou de lithium utilis. La taille des particules de LiFePO4 est rduite laide dun broyeur plantaire et plusieurs paramtres de broyage sont tudis. Une couche de carbone est ensuite dpose sur la surface des particules broyes par un traitement thermique sur le LiFePO4 avec du -lactose. Linfluence de plusieurs paramtres comme la temprature du traitement thermique ou la dure du chauffage sont tudis. Ces expriences sont ralises avec un appareil danalyse thermogravimtrique (ATG) qui donne la quantit de chaleur ainsi que la variation de masse durant le chauffage de lchantillon. Ce nouveau chauffage pour la couche de carbone donne des chantillons dont les performances lectrochimiques sont similaires celles obtenues prcdemment avec la mthode de chauffage pour la couche de carbone utilisant le four tubulaire.
