Caractérisation du transport de Li+ à travers l’interface organique-inorganique en utilisant la spectroscopie d’impédance électrochimique

Date de publication : 14 févr. 2024
Auteurs : Agathe Naboulsi, Giao T. M. Nguyen, Sylvain Franger, Odile Fichet and Christel Laberty-Robert
Publié par : Journal of The Electrochemical Society, Volume 171, Number 2

Comprendre le transport Li+ aux interfaces polymères||inorganiques est crucial pour le développement d’électrolytes composites dans les batteries à semi-conducteurs. Dans notre étude, nous avons utilisé la spectroscopie d’impédance et établi une méthodologie multicouche pour évaluer le transport de Li+ à cette interface. La phase inorganique choisie était Li6.25Al0.25La3Zr2O12 (Al LLZO), et la phase organique comprenait un réseau de poly(oxyde d’éthylène) (PEO) avec des chaînes pendantes. L’incorporation de Li+ dans le polymère, en tant que sel libre ou associé à une greffe d’anions sur le réseau PEO, a été explorée. De plus, le réseau PEO a été soit collé sous pression sur la surface inorganique (configuration ex-situ) soit synthétisé sur les surfaces Al LLZO (configuration in situ) pour étudier les effets du traitement sur le transport Li+. En utilisant un modèle de ligne de transmission pour l’analyse des données d’impédance, notre étude a identifié deux éléments clés régissant le transport de Li+ à l’interface : Ri, représentant la résistance le long de la voie ionique, et Rt et Ct, décrivant la résistance distribuée et la capacité à l’intérieur de l’interface. Nous avons observé que Ri est influencé par le processus de polymérisation en présence de céramique Al LLZO, tandis que Rt reste constant quelle que soit la méthode de synthèse. Cela suggère des concentrations variables de Li+ à l’interphase dans la configuration in situ, tandis que l’hétérogénéité interface/interphase reste constante entre les configurations. L’énergie d’activation estimée indique un transport direct Li+ plus favorable sur le plan énergétique dans la configuration in situ.

DOI : 10.1149/1945-7111/ad2595

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