Les batteries à ions lithium (LIB) ont connu un fort succès commerciale grâce à ses propriétés de densité d'énergie, recharge rapide et efficace, manque d'effet mémoire et faible autodécharge. Cependant un souci particulier des LIB provient du fait de l'utilisation de solvants utilisés pour formuler l'électrolyte, traditionnellement à base de composés organiques. Ceux-ci peuvent irréversiblement et très énergétiquement réagir avec les surfaces oxydées des électrodes positives et produire un emballement thermique qui peut amener à incendier ou exploser la batterie. Cet emballement thermique dépend grandement du trinôme électrolyte/électrode/état de charge du système.
Le stagiaire travaillera sur quelques électrolytes formulés pour fonctionner dans une cellule qui emploi une électrode de spinelle LNMO. Cette électrode présente un couple d'oxydoréduction Ni(IV)/Ni(II) proche d'un potentiel de 5V vs Li/Li+ où la dégradation de l'électrolyte et une forte réaction avec la surface de l'électrode sont pressenties. Pour palier en partie ces problèmes on peut considérer l'intégration de quelques additifs dans les solutions d'électrolyte. En effet ils peuvent retarder la réaction par simple formation d'une couche protectrice sur la surface des particules d'électrode positive.
Le stagiaire déterminera l'enthalpie et la température de réaction entre l'électrode et l'électrolyte formulé par le biais de la DSC (differential scanning calorimetry). Ces études seront mises en connexion avec le domaine d'électroactivité de l'électrolyte et la réponse électrochimique en présence de l'électrode LNMO. Des mesures d'impédance à 5V peuvent compléter cette étude pour confirmer la présence et les propriétés résistives de la couche formée en surface.
Cette étude est financée par le Laboratoire de Recherche Correspondant entre le PCM2E et le CEA-Le Ripault.