Contribution to the study phases of LixNiO2 used as positive electrode materials for lithium-ion batteries
Contribution à l'étude des phases LixNiO2 utilisées comme matériaux d'électrode positive pour batteries lithium-ion
Résumé
LiNiO2 is considered as a promising positive electrode material for lithium-ion batteries. A detailled study was performed on the LixNiO2 system to elucidate structural and textural evolutions which occur for high-deintercalation rate (x ≥ 0.30) . They were correlated to the capacity fading observed for Li//LiNiO2 cells during long-range-cycling experiments. Novel magnesium-substituted phases LiNi1-yMgyO2 (0 ≥ y ≥ 0.20) where synthesized and characterized from structural and electrochemical points of view in order to determine the effect of partial magnesium substitution for nickel on general properties of lithium nickelate. Detailled x-ray diffraction analysis gave evidence for the migration of all the Mg2+ ions from the slab to the interslab space during the electrochemical process. This cationic displacement was related to the improvement of the cycling properties observed for the magnesium-substituted positive electrode materials.
Le nickelate de lithium LiNiO2 est l'un des candidats les plus adaptés pour être utilisé comme matériau d'électrode positive dans les batteries lithium-ion. Une étude détaillée du système LixNiO2 a permis de déterminer les mécanismes structuraux et texturaux qui sont mis en jeu pour les forts taux de désintercalation électrochimique (x ≥ 0.30) et qui sont probablement fortement corrélés au vieillissement électrochimique du matériau. L'influence de la substitution partielle du magnésium au nickel sur les propriétés structurales et électrochimiques des phases LiNi1-yMgyO2 (0 ≥ y ≥ 0.20) a également été étudiée. Une analyse précise par diffraction des rayons X a montré que les ions magnésium présents dans le feuillet du matériau initial migrent dans l'espace interfeuillet au cours du cyclage. Cette évolution structurale a été corrélée au très bon comportement électrochimique de ces matériaux substitués.
