Optimisation de l'électrode positive à base de dioxyde de manganèse pour les supercondensateurs asymétriques

Le dioxyde de manganèse est caractérisé par une capacité théorique de 1233 F g-1, il est peu coûteux et respectueux de l'environnement. Il suscite un grand intérêt comme matériaux d'électrode pour les supercondensateurs asymétriques en raison de son comportement pseudocapacitif et de sa fenêtre de stabilité de potentiel électrochimique complémentaire à l'électrode de carbone activé en électrolyte aqueux. L'avantage principal de cette combinaison réside dans l'augmentation de la tension de cellule (2 V) et à l'utilisation d'un électrolyte aqueux neutre. Ceci va permettre l'augmentation de la densité d'énergie du système. Cependant, la mauvaise conductivité électronique et ionique du dioxyde de manganèse conduit à des performances électrochimiques qui correspondent à 20 % de la capacité théorique de l'oxyde métallique utilisé dans la préparation des électrodes composites. L'objectif de cette thèse a été en premier lieu d'étudier l'influence des différents composants sur les propriétés physiques, morphologiques et les performances électrochimiques des électrodes composites à base de MnO2. Pour ce faire, l'effet de l'ajout de l'additif conducteur à base de carbone dans le mélange mécanique, l'effet de la déposition du MnO2 sur le support de carbone, et enfin, l'influence de la taille des particules de MnO2 sur son accessibilité électrochimique ont constitué nos principaux axes de recherches afin d'évaluer les conditions optimales pour une amélioration des performances électrochimiques. Finalement, différentes approches, parfois nouvelles ou revisitées, ont été envisagées. Les différentes combinaisons réalisées ont été entièrement discutées. Toutefois, l'ensemble des résultats demeure dans la gamme de valeurs rapportées dans la littérature pour les électrodes composites à base de poudre de dioxyde de manganèse.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Supercondensateurs électrochimiques, MnO2, carbones, électrolytes aqueux, enrobage de carbone, voltamétrie cyclique, spectroscopie d'impédance électrochimique, spectroscopie Raman, microscopie électronique à balayage, analyse thermogravimétrique, mesure de surface BET, diffusion dynamique de la lumière