Dans le contexte écologique actuel, le stockage électrochimique de l'énergie joue un rôle de plus en plus important. Parmi les différents systèmes, les supercondensateurs sont des dispositifs à base de carbone activé utilisés dans des applications de puissance (10 kW/kg), mais qui souffrent d'une faible densité d'énergie (5 Wh/kg). Pour répondre à ce besoin, les composés à intercalation d'ions Li permettent d'augmenter à la fois la capacité et la tension de fonctionnement des systèmes de puissance hybrides. Les travaux de cette thèse portent sur l'étude de nouveaux matériaux capables de se charger et décharger sur des temps courts avec une capacité importante.
Des études électrochimiques cinétiques ont été systématiquement effectuées afin de caractériser le mécanisme de stockage des charges pendant la réaction rédox, dans des matériaux tels que des phosphates, des oxydes ou des carbures de métaux de transition. Différents comportements électrochimiques ont été mis en évidence, comme la pseudocapacité ou la pseudo-interaclation, ce qui met en avant les propriétés prometteuses de ces matériaux pour des dispositifs à hautes densités de puissance et d'énergie. |
Electrochemical energy storage is increasingly showing interest for addressing the issue of carbon dioxide emissions and thus global warming. Among the existing devices, supercapacitors based on activated carbon have attractive properties since they can exhibit high power (10 kW/kg). However they suffer from low energy density, and other materials such as Li-ion insertion compounds are considered for answering this need. In the present work, new materials are electrochemically studied for their application in high energy and power densities devices.
Electrochemical kinetic studies were systematically performed to characterize the charge storage mechanism in transition metal phosphates, oxides or carbides. Various electrochemical behaviors such as pseudocapacity or pseudo-intercalation have highlighted the capability of these materials for building high power and high energy density hybrid devices. |