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Développement de médiateurs redox organiques solubles et insolubles pour batteries Li-O
Alors que le monde entre dans une phase d électromobilité et un besoin en approvisionnement électrique bas carbone concomitant, la demande en systèmes de stockage électrochimique de l énergie explose. Parmi les alternatives pouvant possiblement surpasser les batteries Li-ion (LiB) devenues la techno...
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| Auteurs principaux : | , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Développement de médiateurs redox organiques solubles et insolubles pour batteries Li-O / Yao Adaba; sous la direction de Philippe Poizot et de Stéven Renault |
| Publié : |
2022 |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Chimie des matériaux : Nantes Université : 2022 |
| Conditions d'accès : | Thèse confidentielle jusqu'au 08 juin 2032. |
| Sujets : |
| Résumé : | Alors que le monde entre dans une phase d électromobilité et un besoin en approvisionnement électrique bas carbone concomitant, la demande en systèmes de stockage électrochimique de l énergie explose. Parmi les alternatives pouvant possiblement surpasser les batteries Li-ion (LiB) devenues la technologie phare actuelle, les batteries aprotiques Li-O offrent un excellent potentiel. Basées sur le couple redox O /Li2O , elles pourraient en théorie améliorer sensiblement la densité d énergie volumétrique par rapport à des LiB et permettre à des véhicules électriques d avoir une autonomie comparable aux véhicules à moteur à essence. Cependant, le couple redox O /Li2 O est caractérisé par une faible efficacité énergétique se traduisant par une hystérèse importante et de nombreuses réactions parasites se produisent en cyclage, limitant énormément les applications pratiques des batteries Li-O . L objectif de cette thèse est de proposer des solutions à base de médiateurs redox organiques pour améliorer les performances des batteries Li-O . Deux stratégies ont été développées pour ces composés de type n et/ou de type p. Les composés insolubles sont introduits dans la formulation de l électrode, tandis que les composés solubles sont utilisés comme additifs dans l électrolyte. En particulier, de nouveaux composés organiques solubles bifonctionnels n et p résultant d une synthèse organique multi étapes ont permis d améliorer les processus de décharge et de charge et de diminuer le phénomène de surtension. As the world enters a phase of electromobility and a concomitant need for low-carbon electricity supply, the demand for electrochemical energy storage systems is exploding. Among the alternatives that could potentially outperform Li-ion (LiB) batteries that have become the current flagship technology, aprotic Li-O batteries offer excellent potential. Based on the O /Li2O redox couple, they could in theory significantly improve the volumetric energy density compared to LiB and allow electric vehicles to have a range comparable to gasoline engine vehicles. However, the O /Li O redox couple is characterized by low energy efficiency resulting in significant hysteresis and many parasitic reactions occur during cycling, greatly limiting the practical applications of Li-O batteries. The objective of this thesis is to propose solutions based on organic redox mediators to improve the performance of Li-O batteries. Two strategies have been developed for these n-type and/or p-type compounds. Insoluble compounds are introduced into the electrode formulation, while soluble compounds are used as additives in the electrolyte. In particular, new n and p bifunctional soluble organic compounds resulting from a multi-step organic synthesis have improved the discharge and charge processes and reduced the overpotential phenomenon. |
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| Variantes de titre : | Development of soluble and insoluble organic redox mediators for Li-O batteries |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans) Partenaire(s) de recherche : Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Laurence Pirault-Roy (Président du jury) ; Thibaut Gutel, Jean-Claude Leprêtre (Rapporteur(s)) |
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