Nanopores alignés pour des électrodes à faible tortuosité dans la technologie de batteries à charge rapide

Chitsazzadeh, Fariborz (2024). « Nanopores alignés pour des électrodes à faible tortuosité dans la technologie de batteries à charge rapide » Thèse. Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Doctorat en chimie.

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Résumé

Cette thèse explore des approches novatrices pour la fabrication d'électrodes épaisses à faible tortuosité destinées aux batteries lithium-ion (LIB) à haute densité de puissance. Afin de répondre à la demande croissante de performances améliorées, deux méthodes innovantes sont étudiées. La première approche exploite un phénomène récemment découvert : la réorientation des feuillets de graphène dans un champ magnétique. En alignant les particules de graphite perpendiculairement à la surface de l'électrode, cette méthode réduit considérablement la longueur de trajet des ions lithium, ce qui se traduit par une augmentation de 120% de la densité de puissance. La deuxième méthode intègre des nanofils d'oxyde de magnésium (MgO) recouverts d'oxyde de fer dans la structure de l'électrode. Sous l'effet d'un champ magnétique, ces fibres intégrées se dressent verticalement, minimisant la tortuosité et améliorant le transport de masse. La dissolution ultérieure du MgO crée des nanopores hautement ordonnés, facilitant davantage la diffusion des ions et améliorant les performances de la batterie. La thèse introduit une nouvelle approche pour évaluer la tortuosité de l'électrode en utilisant la fluorescence X à rayons synchrotron de haute énergie. Cette méthode révèle des informations précieuses sur la dynamique des ions au sein des matériaux nanostructurés, complétant ainsi les techniques de caractérisation traditionnelles. Dans l'ensemble, ces travaux de recherche démontrent des progrès prometteurs dans la fabrication d'électrodes à faible tortuosité pour les LIB à haute densité de puissance, ouvrant la voie au développement de dispositifs de stockage d'énergie de nouvelle génération. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Faible tortuosité, Batteries lithium-ion (LIB), Nanopores, Transport de masse

Type:	Thèse ou essai doctoral accepté
Informations complémentaires:	Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A.
Directeur de thèse:	Goubert, Guillaume
Mots-clés ou Sujets:	Matériaux d'électrodes / Transport de masse / Nanopores / Batteries au lithium-ion
Unité d'appartenance:	Faculté des sciences > Département de chimie
Déposé par:	Service des bibliothèques
Date de dépôt:	13 déc. 2024 13:00
Dernière modification:	13 déc. 2024 13:01
Adresse URL :	http://archipel.uqam.ca/id/eprint/18344

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