In operando study of lithium batteries by coupling X-ray photoelectron spectroscopy and impedance spectroscopy

Descripción del Articulo

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Detalles Bibliográficos
Autor: Morales Ugarte, Jorge Eduardo
Formato: tesis doctoral
Fecha de Publicación:2019
Institución:Superintendencia Nacional de Educación Superior Universitaria
Repositorio:Registro Nacional de Trabajos conducentes a Grados y Títulos - RENATI
Lenguaje:inglés
OAI Identifier:oai:renati.sunedu.gob.pe:renati/2680
Enlace del recurso:https://renati.sunedu.gob.pe/handle/sunedu/2636294
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02506388
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Materia:Líquidos iónicos
Baterías de litio-metal
Dendritas
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Electrodos
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Estudio operando de acumuladores de litio por acoplamiento de espectroscopia de fotoemisión de rayos X y espectroscopia de impedancia
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spelling Bouchet, RenaudBenayad, AnassSantini, CatherineMorales Ugarte, Jorge EduardoFaced with the major industrial challenges in the field of electrochemical energy storage, a fundamental research effort on the materials involved and their interfaces is nowadays essential for a gain in performance, durability and safety.In this context, it is essential to understand the interfacial processes involved that induce the degradation of the lithium metal-electrolyte interface and lead to a decrease in Coulombic efficiency and promote dendritic growth.In this thesis, we propose a study coupling electrochemical techniques such as impedance spectroscopy with surface analysis techniques such as X-ray photo-emission spectroscopy to study the chemical and electrochemical reactivity between electrolytes and a lithium metal electrode.To this end, special attention has been paid to the ionic liquids based electrolytes, which have been proposed as solvents for lithium salts, particularly for their low saturation vapor pressure, which considerably increases the safety of the batteries thus designed.Finally, this work was devoted in particular to the development of operando XPS assemblies and measurements in order to follow the chemical evolution of the interfaces inside a battery in real time.2021-09-23T16:29:10Z2021-09-23T16:29:10Z2019-12-10https://renati.sunedu.gob.pe/handle/sunedu/2636294https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02506388Descargue el texto completo en el repositorio institucional de la Communauté Université Grenoble Alpes: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02506388En el contexto actual de los sistemas de almacenamiento de energía, y en especial las baterías, es de vital importancia la comprensión de los procesos interfaciales que conducen a la degradación de la interface entre el litio metálico y el electrolito, produciendo la caída del rendimiento coulómbico y promoviendo el crecimiento de dendritas. En este trabajo se han seleccionado dos líquidos iónicos compuestos por los aniones TFSI⁻ y FSI⁻ asociados con el catión imidazolium C₁C₆Im⁺ en presencia de la sal LiTFSI, para estudiar su reactividad frente al litio metálico. El estudio de referencia ex-situ, llevado a cabo en celdas simétricas electroquímicas litio/litio mediante acoplamiento de técnicas impedancia/XPS han permitido entender los diferentes mecanismos de formación de la interface sólido electrolito (SEI) en función de la naturaleza de los aniones y la modificación del catión y la presencia de aditivos VC y FEC. Además, se han identificado dos diferentes regímenes de crecimiento de dendritas en función de la corriente aplicada a las celdas. Este estudio ex-situ ha permitido establecer un proceso riguroso en la implementación del nuevo protocolo operando XPS que allanará el camino para una mejor comprensión de los cambios en la estructura química de la SI en tiempo real.Perú. Fondo Nacional de Desarrollo Científico, Tecnológico y de Innovación Tecnológica (Fondecyt). Contrato de subvención 232-2015-Fondecytapplication/pdfengCommunauté Université Grenoble AlpesFRinfo:eu-repo/semantics/openAccessSuperintendencia Nacional de Educación Superior Universitaria - SUNEDURegistro Nacional de Trabajos de Investigación - RENATIreponame:Registro Nacional de Trabajos conducentes a Grados y Títulos - RENATIinstname:Superintendencia Nacional de Educación Superior Universitariainstacron:SUNEDULíquidos iónicosBaterías de litio-metalDendritasImpedanciaElectrodosElectrolitoshttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.04.05In operando study of lithium batteries by coupling X-ray photoelectron spectroscopy and impedance spectroscopyÉtude operando des accumulateurs au lithium par couplage de spectroscopie à photoémission des rayons X et spectroscopie d'impédanceEstudio operando de acumuladores de litio por acoplamiento de espectroscopia de fotoemisión de rayos X y espectroscopia de impedanciainfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCommunauté Université Grenoble AlpesMateriales, Mecánica, Ingeniería Civil, ElectroquímicaDoctor en Materiales, Mecánica, Ingeniería Civil, Electroquímicahttp://purl.org/pe-repo/renati/level#doctorhttps://orcid.org/0000-0002-4040-2253https://orcid.org/0000-0002-8854-1105https://orcid.org/0000-0002-3070-484842524562Alloin, FannieTran-Van, FrançoisEtcheberry, ArnaudArmand, Michelhttp://purl.org/pe-repo/renati/type#tesisORIGINALMoralesUgarteJE.pdfMoralesUgarteJE.pdfTesis (abierta en repositorio de origen)application/pdf6104173https://renati.sunedu.gob.pe/bitstream/renati/2680/1/MoralesUgarteJE.pdf261409afa4097b29fdcdd10841311fc7MD51Autorizacion.pdfAutorizacion.pdfAutorización del registroapplication/pdf1637718https://renati.sunedu.gob.pe/bitstream/renati/2680/2/Autorizacion.pdf88639e08d496cf107b79fa52de414043MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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