La spectroscopie de perte d'énergie des électrons appliquée aux batteries au lithium expériences et simulation s au seuil K du lithium
Par : Mauchamp Vincent
Document archivé le : 19/12/2007
Ce travail combine études expérimentales et théoriques au seuil K du lithium dans le but de permettre une meilleure compréhension des propriétés des matériaux pour électrodes de batteries au lithium. Les spectres de pertes d énergie des électrons (EELS) sont interprétés grâce à des simulations des structures proches du seuil (ELNES) et à des calculs de structures électroniques, tous basés sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT). Après un descriptif concis de la DFT, les deux approches utilisées pour la simulation des spectres (la théorie de Bethe et le calcul de la fonction diélectrique) ainsi que les codes de calculs associés sont revus en détail. Le deuxième chapitre porte sur les aspects expérimentaux : il insiste particulièrement sur le contrôle de l oxydation des échantillons et le traitement des spectres. La simulation du seuil K du lithium fait l objet du troisième chapitre. Les difficultés liées aux états de semi-c?ur 1s du lithium sont alors mises en avant et l importance des effets d écrantage liés aux seuils M2,3 des métaux de transition sur le seuil K du lithium discutés. Les calculs montrent par ailleurs la faible influence des effets de champs locaux à ce seuil. Enfin, le dernier chapitre porte sur l étude systématique d une famille de composés pour électrodes négatives, de formulation LixTiP4 (2 < x < 11). Grâce à l analyse des structures ELNES, il est démontré que le lithium est préférentiellement inséré en site tétraédrique pour les faibles teneurs x. D autre part, la comparaison des spectres obtenus en oxydation et en réduction confirme la nature biphasée du composé pendant la phase d oxydation.
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