Etude des phases LI1+X(NI0.425MN0.425CO0.15)1-XO2 en tant que matériaux d'électrode positive pour batterie lithium-ion. Effets de la surlithiation sur les propriétés structurales et électrochimiques

Abstract

Des matériaux lamellaires d’électrode positive pour batteries lithium-ion, de formule Li1+x(Ni0.425Mn0.425Co0.15)1-xO2(0 ≤ x ≤ 0.12), ont été synthétisés par coprécipitation. Leurs propriétés structurales et physico-chimiques ont été caractérisées par diffraction (rayons X, neutrons et électrons), spectroscopie XPS, mesures magnétiques ... La surlithiation (Li / (Ni+Mn+Co) > 1) entraîne la présence de lithium en excès dans le site des métaux de transition. Une surstructure de type √3.ahex. x √3.ahex. analogue à celle observée pour Li2MnO3 a été mise en évidence par diffraction électronique. Les propriétés électrochimiques et les modifications structurales observées au cours du cyclage ont été caractérisées pour ces matériaux. La surlithiation entraîne la présence d’un « plateau » de potentiel à ~ 4.5V/Li pour le système Li // Li (Ni0.425Mn0.425Co0.15)0.88O2 ; celui-ci a été associé à des changements structuraux irréversibles mettant en jeu une réorganisation cationique dans les feuillets et une perte d’oxygène.