Laurence Athouël, Thierry Brousse, Olivier Crosnier, Camille Douard

Les matériaux d’électrode pour les supercondensateurs et les systèmes hybrides sont au cœur des performances de ces dispositifs. Nos travaux de recherche se focalisent sur la synthèse de nouveaux matériaux tels que des oxydes multicationiques, la modification de carbones, etc…. L’objectif principal réside dans la détermination des relations entre structure cristalline, microstructure et propriétés électrochimiques. La compréhension des phénomènes de stockage des charges est un axe de recherche majeur qui fait appel à des techniques avancées de caractérisation. La fonctionnalisation de carbones et d’hydroxydes double lamellaires par des molécules électroactives est également une voie poursuivie pour augmenter significativement les capacités des électrodes. Les matériaux d’électrode les plus pertinents sont intégrés dans des dispositifs ou des microdispositifs, en milieux aqueux, organiques, ionogels, afin d’en évaluer les performances électrochimiques.

Mots-clés : Oxydes multicationiques, Hydroxydes doubles lamellaires, Fonctionnalisation de surface, Synthèse par chimie douce, Nanomatériaux

Collaborations : RS2E, ICCF, ICGM, CIRIMAT, IMN-ST2E, IMN-PMN, MOLTECH, UQAM, BAR ILAN UNIVERSITY, FSI (JENA), Yamaguchi University, TUAT, UNL, PUT, University of St Andrews, UCLA, EDF, SOLVAY, PRINCE INTERNATIONAL

Laurence Athouël, Thierry Brousse, Olivier Crosnier, Camille Douard

La connaissance de la relation entre structure cristalline, microstructure et propriétés électrochimiques de nouveaux matériaux est une des clés principales pour concevoir des électrodes performantes adaptées à différents dispositifs. La compréhension des phénomènes de stockage des charges est un axe de recherche majeur qui fait appel à des techniques avancées de caractérisations. La conception de dispositifs spécifiques est essentielle pour réaliser des analyses in situ ou operando : couplage entre le cyclage des électrodes et la détermination des changements chimiques, structuraux, microstructuraux, physiques. Ces expériences visent à mettre en évidence ces changements lors du fonctionnement des électrodes et d’en déterminer les causes. Des techniques avancées de caractérisation électrochimiques apportent des compléments indispensables aux mesures in-situ et operando.

Mots-clés : Pseudocapacité, DRX in situ, XAS operando, Mesures électrothermiques, SPECS 

Collaborations : RS2E, ICCF, ICGM, CIRIMAT, SOLEIL, TUAT, PUT, UCLA, University of Newcastle Australia, EDF

Laurence Athouël, Thierry Brousse, Olivier Crosnier, Camille Douard

Si la conception de nouveaux matériaux d’électrode est réalisable grâce aux apports des techniques avancées de caractérisation, l’implémentation de ces électrodes et leur couplage au sein de dispositifs complets de stockage d’énergie reste souvent un challenge. Cette étape nécessite non seulement une expertise sur la formulation et la mise en forme des électrodes, mais également sur le choix et l’utilisation des autres composants des dispositifs : collecteurs de courant, séparateurs, électrolyte, packaging. Les électrolytes liquides (aqueux, organiques) sont privilégiés pour les formats 18650. Concernant les microsupercondensateurs, la finalité reste d’utiliser des électrolytes solides tels que les ionogels étudiés au laboratoire. La démonstration des performances des matériaux synthétisés passe par la réalisation de prototypes de dimensions significatives pour mesurer des performances crédibles. L’ensemble de ces expertises a été développé au sein de l’équipe en partenariat avec différents laboratoires et acteurs industriels.

Mots-clés : Prototypage, Microsupercondensateur, Supercondensateur, Système hybride

Collaborations : RS2E, IEMN, ICGM, CIRIMAT, IMN-PMN, IMN-PCM, LRCS, VISTEC, FSI JENA, EDF, DEXMET, PRINCE INTERNATIONAL, SWM INTERNATIONAL