Year: 2022
Type: dissertation
Abstract: Ce travail de thèse s’intéresse au développement d’une méthodologie originale pour l’étude de batteries lithium – ion, basée la technique d’interrogation acoustique ultrasonore qui consiste à étudier la propagation de trains d’ondes acoustiques à travers les matériaux. Les variations physiques des matériaux d’électrodes (densité, module d’Young, porosité…) et des interfaces internes avec l’état de charge des batteries ont des conséquences sur l’amplitude et la signature fréquentielle des ondes transportées. Le développement de ce type de techniques non destructives, non intrusives et économiques permettrait un meilleur suivi des batteries en fonctionnement. Une partie importante de ce travail se focalise sur la mise en place de la méthode et sur l’étude de paramètres qui peuvent avoir une influence sur les variables acoustiques, tels que les caractéristiques du signal sonde émis (durée, amplitude, fréquence) ou la température. Les résultats expérimentaux permettent de comparer les réponses acoustiques de trois types de batteries lithium – ion très différents (NMC-Graphite, LMO-LTO et LiC) et donc d’étudier l’influence des grandes familles d’électrodes positives (oxydes métallique, carbone à haute densité spécifique) et négatives (oxydes métalliques, graphite) sur les résultats obtenus par cette méthode. Pour cela, les cellules sont étudiées par interrogation acoustique durant des caractérisations électrochimiques classiques comme le cyclage galvanostatique, la voltampérométrie cyclique ou la spectroscopie d’impédance. Nos résultats montrent l’influence majeure de la température sur les propriétés acoustiques et permettent de comparer les comportements de différents matériaux d’insertion des ions lithium, mettant notamment en avant celui du graphite.
Author: Vincent Gau
Institution: Université Grenoble Alpes
Language: French
Subfield: Mechanics of Materials
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7151014684