Communication Dans Un Congrès Année : 2026

Influence of Nickel Content on the Structural Response of LiyMn1.5+xNi0.5−xO4 During Lithium Insertion/Extraction

Résumé

Les spinelles riches de type LiMn1.5+xNi0.5-xO4 suscitent un fort intérêt en tant que matériaux d’électrode positive pour les batteries lithium-ion, notamment en raison de leur haute tension de fonctionnement [1]. Cependant, en fonction de la température de synthèse, une sous-stœchiométrie en nickel de la phase spinelle due à la formation d’une impureté de type rocksalt [2] et une importante densité de défauts structuraux de type parois d’antiphase peuvent être présentes [3, 4]. Dans cette communication, nous nous concentrons sur l’influence du taux de nickel sur la réponse structurale des phases LiMn1.5+xNi0.5-xO4 (x = 0, 0,1 et 0,2) lors de l’oxydation. Pour cela, nous utilisons des mesures de diffraction des rayons X Operando, des mesures galvanostatiques à faible régime et des calculs DFT (fonctionnelle PBE). Les résultats expérimentaux indiquent que la réponse structurale évolue significativement avec la diminution du taux de nickel de la phase spinelle. Ainsi, la diminution du taux de nickel conduit à l’apparition d’une contribution du couple Mn4+/Mn3+, dont la réponse structurale est de type solution solide. Les réponses structurales associées à l’oxydation des couples redox Ni3+/Ni2+ et Ni4+/Ni3+ sont également affectées par la variation du taux de nickel x. Après une brève justification du choix de la fonctionnelle utilisée pour la réalisation des calculs [5], nous justifions les observations expérimentales d’un point de vue théorique et listons les principaux facteurs qui influencent la réponse structurale de ces phases. Références [1] T. Fu, et al, J. Mater. Chem. A, 11 (2023) 13889–13915 [2] P. Stuble et al Adv. Energy Mat, 13 (2023) 2203778 [3] N. Emery et al, Chem. Mater. 34 (2022) 3152–3167 [4] M. Casas-Cabanas et al J. Mater. Chem. A, 4 (2016) 8255–8262 [5] A. Gassama, et al publication soumise 2025

Fichier non déposé

Dates et versions

hal-05581740 , version 1 (06-04-2026)

Identifiants

  • HAL Id : hal-05581740 , version 1

Citer

Mahmoud Aboaouf, Adama Gassama, Franck Junior Kakdeu Yewou, Alexander O. Mitrushchenkov, Etienne Mangaud, et al.. Influence of Nickel Content on the Structural Response of LiyMn1.5+xNi0.5−xO4 During Lithium Insertion/Extraction. Groupe Français d'étude des composés d'insertion (GFECI ), Christine Taviot-Gueho, Jun 2026, Clermont - Ferrand, France. ⟨hal-05581740⟩
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