Contribution à la caractérisation de matériaux d'électrode positive O3-LiNi0.30Co0.70O2 et O2-LiCoO2 : RMN et calculs ab initio

Abstract

The positive electrode materials for lithium-ion batteries : O3-LiNi0.30Co0.70O2 and O2-LiCoO2 (prepared by chimie-douce), as well as the materials obtained by electrochemical deintercalation have been characterized by XRD, NMR, electronic conductivity and thermoelectronic power measurements. Lithium deintercalation is associated with complex redox processes and/or structural transitions. By the use of the hyperfine interactions, NMR allows one to characterize the local environment of the lithium ions in these phases : defects, paramagnetic cations distribution (nature and/or oxidation state), localized or itinerant electrons... and allows to study the redox processes associated with lithium deintercalation. Simultaneously, first principles calculations have allowed a better understanding of the structural and physical properties of our materials.

Les matériaux d'électrode positive pour batteries lithium-ion : O3-LiNi0.30Co0.70O2 et O2-LiCoO2 (préparé par chimie- douce), ainsi que des matériaux obtenus après désintercalation électrochimique ont été caractérisés par DRX, RMN, mesures de conductivité électrique et de pouvoir thermoélectrique. Des processus redox complexes et/ou des changements structuraux interviennent lors de la désintercalation du lithium. Grâce à l'exploitation des interactions hyperfines, la RMN permet de caractériser l'environnement local du lithium dans ces phases: présence de défauts, distribution de cations praramagnétiques (nature et/ou degré d'oxydation), présence d'électrons localisés ou itinérants...et détudier les processus redox liés à la désintercalation du lithium. En parallèle, des calculs ab initio ont permis de mieux comprendre les propriétés structurales et physiques des matériaux étudiés.