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Modélisation cinétique de la spectroscopie d'impédance électrochimique de cellules Li-ion

Résumé : La Spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) est une technique électrochimique permettant de caractériser un système électrochimique. L'interprétation des spectres d’impédance des batteries Li-ion est cependant compliquée car ces systèmes sont composés d'électrodes poreuses. La modélisation est un outil puissant pour pouvoir améliorer l'interprétation des spectres d'impédance des systèmes Li-ion. Dans les années 60, le groupe de Newman ont développé un modèle dans lequel ils ont traduit l'ensemble des phénomènes physico-chimiques se déroulant au sein d’une électrode poreuse. En se basant sur leurs travaux, nous avons développé un modèle permettant d’obtenir la réponse d’impédance d’une électrode. Ainsi, notre modèle est directement relié aux phénomènes physico-chimiques se produisant au sein d’une électrode poreuse. Nous avons pu étudier l’impact des paramètres géométriques et l’impact des paramètres cinétiques et des paramètres de transport sur la réponse d’impédance et nous avons étudié comment la formation d’une couche passivante autour des particules de matériau actif modifiait la réponse d'impédance. Enfin, nous avons également introduit le concept de porosité optimale, pour laquelle les performances de l'électrode sont optimisées. Une ultime partie de l'étude a consisté à utiliser ce modèle pour ajuster les spectres d'impédance expérimentaux. Ainsi, nous avons déterminé la densité de courant d'échange et le coefficient de diffusion de la poudre de graphite grâce à la technique de la microélectrode en cavité. En utilisant ces paramètres, nous avons pu comparer les résultats expérimentaux d’impédance avec le modèle.
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Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Wednesday, July 1, 2020 - 10:31:36 AM
Last modification on : Thursday, July 9, 2020 - 4:07:36 AM

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GRUET_David_2018.pdf
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Identifiers

  • HAL Id : tel-02885982, version 1

Citation

David Gruet. Modélisation cinétique de la spectroscopie d'impédance électrochimique de cellules Li-ion. Chimie théorique et/ou physique. Sorbonne Université, 2018. Français. ⟨NNT : 2018SORUS401⟩. ⟨tel-02885982⟩

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