Titre : | Optimisation de l'électrolyte organique à base de lithium: Application à la pile primaire et secondaire. | Type de document : | document électronique | Auteurs : | MOULAY Fatima, Auteur | Année de publication : | 2020-2021 | Accompagnement : | CD | Langues : | Français (fre) | Catégories : | Electronique:COMPOSANT ET SYSTÈME DE LA MICROÉLECTRONIQUE AVANCÉE
| Mots-clés : | Lithium, glycérol à liaison hydrogène, nombre de transport, énergie d'activation, spectroscopie FTIR
Lithium, Hydrogen-bonded glycerol, Transport number, Activation energy, FTIR spectroscopy | Résumé : | Jusqu'à présent, de nombreuses recherches ont été menées sur les conducteurs lithium-ion, car ils sont potentiellement utilisés dans les électrolytes solides des batteries et des dispositifs électrochimiques. Cependant, afin d'élaborer de nouvelles batteries écologiques au lithium, il devient primordial d'étudier et de comprendre les propriétés de transport des électrolytes de lithium à l'aide de solvants respectueux de l'environnement, cela peut-être en trouvant le meilleur électrolyte pour de tels appareils. En fait, les forces électromotrices (FEM) de l'électrolyte de chlorure de lithium dans les solvants à liaison hydrogène glycérol, ont été mesurées à l'aide des cellules de concentration (CC) 0,005 / 0,05 et 0,05 / 0,5. Ensuite, les nombres de transport du lithium-ion ont été déduits au moyen de l'équation de Nernst en combinaison avec la loi limite de Debye-Huckel. Alors que les valeurs d'énergie d'activation ont été calculées à partir des paramètres d'ajustement des données du nombre de transfert à la loi de puissance empirique, donnant un coefficient de régression de 95,9% pour la cellule de concentration la plus concentrée. La structure et les interactions dans la solution d'électrolyte de lithium ont été étudiées par spectroscopie vibrationnelle infrarouge. Les données expérimentales ont été discutées et comparées à celles obtenues précédemment, en utilisant la spectroscopie d'impédance d'électrolytes de lithium glycérolate formant du verre dans le même but. Malgré l'énorme différence entre leurs viscosités; Le glycérol montre une énergie d'activation similaire (soit 31,40 kJ.mol – 1) avec l'eau (soit 31,73 kJ.mol – 1), en particulier à très faible concentration, confirmant que les deux solvants sont liés par des liaisons hydrogène. En outre, cette étude suggère l'utilisation de l'électrolyte d'ions glycérol-lithium pour la conception future d'une batterie lithium-ion écologique, plutôt que celles utilisant un polymère d'électrolyte ionique actuellement sur le marché. De manière similaire à la relaxation et à la conductivité, les données sur le nombre de transport suggèrent que la diffusion des états conformationnels surveille également le mécanisme global de transport des ions lithium.
Up to now, a great deal of research investigations on lithium ion conductors has been carried out, because they are potentially utilized in the solid electrolytes of the batteries and the electrochemical devices. However, in order to elaborate new ecological batteries of lithium, it becomes primordial to study and understand the properties of transport of the lithium electrolytes using eco-friendly solvents, with view perhaps to find out the best electrolyte for such devices. In fact, the electromotive forces (EMFs) of lithium chloride electrolyte in the hydrogen-bonded solvents glycerol, were measured using the concentration cells (CCs) 0.005/0.05 and 0.05/0.5. Then the transport numbers of the lithium-ion were deduced by means of the Nernst equation in combination with the Debye-Huckel limiting law. Whilst the activation energy values were calculated from the parameters of the fitting of the transference number data to the empirical power law, yielding a regression coefficient of 95.9% for the most concentrated concentration cell. The structure and interactions in the lithium electrolyte solution were studied by vibrational Infra-Red spectroscopy. The experimental data were discussed and compared to those obtained previously, using impedance spectroscopy of glass-forming glycerolate lithium electrolytes for the same purpose. Despite the enormous difference between their viscosities; glycerol shows similar activation energy (i.e. 31.40 kJ.mol–1) with water (i.e. 31.73 kJ.mol–1), in particular at very low concentration, confirming both solvents being hydrogen-bonded. Besides, this study suggests the utilization of the glycerol-lithium ion electrolyte for future conception of ecological lithium-ion battery, rather than those using ion electrolyte polymer currently on the market. Similarly to relaxation and conductivity, the transport number data suggests that the diffusion of conformational states is also monitoring the overall lithium ion transport mechanism.
| Directeur de thèse : | KAMECHE Mostefa |
Optimisation de l'électrolyte organique à base de lithium: Application à la pile primaire et secondaire. [document électronique] / MOULAY Fatima, Auteur . - 2020-2021 . - + CD. Langues : Français ( fre) Catégories : | Electronique:COMPOSANT ET SYSTÈME DE LA MICROÉLECTRONIQUE AVANCÉE
| Mots-clés : | Lithium, glycérol à liaison hydrogène, nombre de transport, énergie d'activation, spectroscopie FTIR
Lithium, Hydrogen-bonded glycerol, Transport number, Activation energy, FTIR spectroscopy | Résumé : | Jusqu'à présent, de nombreuses recherches ont été menées sur les conducteurs lithium-ion, car ils sont potentiellement utilisés dans les électrolytes solides des batteries et des dispositifs électrochimiques. Cependant, afin d'élaborer de nouvelles batteries écologiques au lithium, il devient primordial d'étudier et de comprendre les propriétés de transport des électrolytes de lithium à l'aide de solvants respectueux de l'environnement, cela peut-être en trouvant le meilleur électrolyte pour de tels appareils. En fait, les forces électromotrices (FEM) de l'électrolyte de chlorure de lithium dans les solvants à liaison hydrogène glycérol, ont été mesurées à l'aide des cellules de concentration (CC) 0,005 / 0,05 et 0,05 / 0,5. Ensuite, les nombres de transport du lithium-ion ont été déduits au moyen de l'équation de Nernst en combinaison avec la loi limite de Debye-Huckel. Alors que les valeurs d'énergie d'activation ont été calculées à partir des paramètres d'ajustement des données du nombre de transfert à la loi de puissance empirique, donnant un coefficient de régression de 95,9% pour la cellule de concentration la plus concentrée. La structure et les interactions dans la solution d'électrolyte de lithium ont été étudiées par spectroscopie vibrationnelle infrarouge. Les données expérimentales ont été discutées et comparées à celles obtenues précédemment, en utilisant la spectroscopie d'impédance d'électrolytes de lithium glycérolate formant du verre dans le même but. Malgré l'énorme différence entre leurs viscosités; Le glycérol montre une énergie d'activation similaire (soit 31,40 kJ.mol – 1) avec l'eau (soit 31,73 kJ.mol – 1), en particulier à très faible concentration, confirmant que les deux solvants sont liés par des liaisons hydrogène. En outre, cette étude suggère l'utilisation de l'électrolyte d'ions glycérol-lithium pour la conception future d'une batterie lithium-ion écologique, plutôt que celles utilisant un polymère d'électrolyte ionique actuellement sur le marché. De manière similaire à la relaxation et à la conductivité, les données sur le nombre de transport suggèrent que la diffusion des états conformationnels surveille également le mécanisme global de transport des ions lithium.
Up to now, a great deal of research investigations on lithium ion conductors has been carried out, because they are potentially utilized in the solid electrolytes of the batteries and the electrochemical devices. However, in order to elaborate new ecological batteries of lithium, it becomes primordial to study and understand the properties of transport of the lithium electrolytes using eco-friendly solvents, with view perhaps to find out the best electrolyte for such devices. In fact, the electromotive forces (EMFs) of lithium chloride electrolyte in the hydrogen-bonded solvents glycerol, were measured using the concentration cells (CCs) 0.005/0.05 and 0.05/0.5. Then the transport numbers of the lithium-ion were deduced by means of the Nernst equation in combination with the Debye-Huckel limiting law. Whilst the activation energy values were calculated from the parameters of the fitting of the transference number data to the empirical power law, yielding a regression coefficient of 95.9% for the most concentrated concentration cell. The structure and interactions in the lithium electrolyte solution were studied by vibrational Infra-Red spectroscopy. The experimental data were discussed and compared to those obtained previously, using impedance spectroscopy of glass-forming glycerolate lithium electrolytes for the same purpose. Despite the enormous difference between their viscosities; glycerol shows similar activation energy (i.e. 31.40 kJ.mol–1) with water (i.e. 31.73 kJ.mol–1), in particular at very low concentration, confirming both solvents being hydrogen-bonded. Besides, this study suggests the utilization of the glycerol-lithium ion electrolyte for future conception of ecological lithium-ion battery, rather than those using ion electrolyte polymer currently on the market. Similarly to relaxation and conductivity, the transport number data suggests that the diffusion of conformational states is also monitoring the overall lithium ion transport mechanism.
| Directeur de thèse : | KAMECHE Mostefa |
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