Développement de nouveaux énolates de lithium comme matériaux d'électrode positive de batterie lithium

Les accumulateurs Li-ion actuels reposent quasi-exclusivement sur l'usage de matériaux d'électrode « inorganiques » souvent à base de métaux de transition. Bien que les performances électrochimiques de ces composés soient relativement satisfaisantes, ils présentent plusieurs limitations d'importance. Tout d'abord, ces matériaux sont coûteux car tributaires de techniques de synthèse gourmandes en énergie utilisant des précurseurs d'origine minière peu abondants. De plus, certains de ces métaux sont toxiques et souvent difficiles à recycler en fin de vie. Certains composés organiques tels que les dérivés quinoniques sont capables de réagir réversiblement avec le lithium. Aussi, apparaissent-ils comme une alternative intéressante aux matériaux actifs conventionnels notamment pour une application en tant qu'électrode positive. Or ces structures organiques présentent l'avantage d'être aisément produites par des techniques de chimie organique simples à partir de précurseurs peu coûteux éventuellement issus de la biomasse. De plus, ces composés sont aisément recyclables ou valorisables en fin de vie. Enfin les performances électrochimiques de ces matériaux dépassent généralement celles des composés métalliques utilisés dans les électrodes positives. Mais à ce jour, leur utilisation est limitée du fait d'une durée de vie trop faible au vu des applications. En effet, leur mise en ?uvre dans les électrodes reste délicate à cause de leur faible conductivité électronique et de leur solubilité importante dans les électrolytes. Enfin, peu de structures organiques lithiées ont été rapportées à ce jour limitant ainsi leur intégration en système Li-ion complet. Ce travail de thèse consistera donc dans un premier temps à synthétiser de nouvelles structures lithiées insolubles de type quinoïde sélectionnées afin d'obtenir une activité électrochimique au-dessus de 3 V vs Li+/Li. Des caractérisations fines seront mises en ?uvre en particulier la résonnance paramagnétique électronique (RPE) afin de mieux comprendre leurs mécanismes électrochimiques. Pour les structures les plus prometteuses, un travail d'optimisation au niveau de la formulation de l'électrode sera mené de manière à les intégrer dans une cellule empilée en sachet souple.