Batteries Li-ion - Conception théorique

1 - Batteries Li-ion

• 1.1 - Fonctionnement
  Figure 1 - Principe de fonctionnement d’une batterie Li-ion
• 1.2 - Grandeurs caractéristiques
• 1.3 - Enjeux industriels
• 1.4 - Apport de l'approche fondamentale

2 - Outils théoriques

• 2.1 - Liens avec la thermodynamique
  Figure 2 - Illustration de la variation des potentiels d'équilibre d'une demi-batterie pour une réaction monophasée (a) et biphasée (b)
• 2.2 - Liens avec le calcul quantique
• 2.3 - Bande d’énergie et liaison chimique
  Figure 3 - Structure électronique de la chaîne infinie unidimensionnelle (H∞) déduite qualitativement de la structure électronique des molécules linéaires H n (n = 1, 2, 3, 4) Figure 4 - Structure électronique d'un système réel tridimensionnel décrit par un motif constitué de plusieurs atomes et plusieurs électrons, dans le cas où les interactions intramotifs sont supérieures (gauche) ou inférieures (droite) aux interactions intermotifs Figure 5 - Diagrammes d'interaction (2 orbitales/2 électrons) dans le cas d'une liaison covalente (A–A), d'une liaison iono-covalente (Aδ+–Bδ–) et d'une liaison ionique (A+–B–)
• 2.4 - Bilan

3 - De la théorie vers la pratique

• 3.1 - État de l’art
  Figure 6 - Structure électronique qualitative de l’oxyde de cobalt lithié LiCoO2 déduite des orbitales locales de son motif octaédrique Figure 7 - Structure électronique qualitative du graphite lithié Li x C6 déduite des orbitales locales de son motif C2
• 3.2 - Conception théorique
  Figure 8 - Structure électronique du réseau c.f.c. à partir de celle de la molécule X4 Figure 9 - Description iono-covalente et description ionique du réseau Li7VP4 de R. Juza Figure 10 - Cartes de densités électroniques calculées en DFT pour le système Li7VP4 et projetées dans les plans (100) et (110) du réseau c.f.c. (illustrés en gras noir)
• 3.3 - Confrontation théorie/expérience
• 3.4 - Bilan

4 - Conclusion