Development of solid-state Fluoride-ion Batteries : cell design, electrolyte characterization and electrochemical mechanisms - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2016

Development of solid-state Fluoride-ion Batteries : cell design, electrolyte characterization and electrochemical mechanisms

Développement de batteries tout-solides à ions fluorures : design d'une cellule, caractérisation de l'électrolyte et mécanismes électrochimiques

Abstract

Solid-state fluoride-ion batteries rely on the reversible exchange of the F- ion between a metal and a metal fluoride through a solid electrolyte. These electrochemical devices can theoretically reach energy densities superior to conventional Li-ion commercial batteries. Consequently, fluoride-ion batteries can be seen as a new promising chemistry generating a growing interest. In this context, a part of our work has been dedicated to the development of a cell allowing the evaluation of their electrochemical performance. Moreover, particular attention was given to the electrochemical properties of the solid electrolyte, BaF2-doped LaF3, La1-xBaxF3-x. Finally, the structural changes taking place at the electrodes upon charge/discharge were studied in order to gain insight into the electrochemical mechanisms involved in these devices.
Les batteries tout-solides à ions fluorures reposent sur l'échange réversible d'ions F- entre un métal et un fluorure métallique au travers d'un électrolyte solide. Ces dispositifs électrochimiques peuvent théoriquement permettre l'obtention de fortes densités énergétiques, bien supérieures à celles des batteries conventionnelles Li-ion commerciales. En conséquence, les batteries à ions F- suscitent un fort engouement. Dans ce contexte, une partie de nos travaux ont portés sur le développement d'une cellule permettant d'évaluer leurs performances. De plus, les propriétés électrochimiques de l'électrolyte solide LaF3 dopé BaF2, La1-xBaxF3-x, ont fait l'objet d'une attention particulière. Finalement, les changements structuraux s'effectuant au sein des électrodes lors des cycles de charge/décharge ont été étudiés afin de mieux comprendre les mécanismes électrochimiques mis en jeu.
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Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-01395108 , version 1 (10-11-2016)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01395108 , version 1

Cite

Antonin Grenier. Development of solid-state Fluoride-ion Batteries : cell design, electrolyte characterization and electrochemical mechanisms. Chemical Physics [physics.chem-ph]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2016. English. ⟨NNT : 2016PA066128⟩. ⟨tel-01395108⟩
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