Lithium iron phosphate powders and coatings obtained by means of inductively coupled thermal plasma

Abstract: Lithium-ion batteries have high energy efficiency and good cycling life and are considered as one of the best energy storage device for hybrid and/or electrical vehicle. Still, several problems must be solved prior to a broad adoption by the automotive industry: energy density, safety and costs. To enhance both energy density and safety, the current study aims at depositing binder-free cathode materials using inductively-coupled thermal plasma. In a first step, lithium iron phosphate LiFePO4 powders are synthesized in an inductively-coupled thermal plasma reactor and dispersed in a conventional polyvinylidene fluoride (PVDF) binder. Then, binder-free LiFePO4 coatings are directly deposited onto nickel current collectors by solution precursor plasma spraying (SPPS). The morphology, microstructure and composition of the synthesized LiFePO4 powders and coatings are fully characterized by electronic microscopy, X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Quantifying Li with XPS requires the substitution of iron with manganese in the SPPS precursors (LiMPO4, where M = Fe or Mn). The plasma-derived cathodes (with and without PVDF binder) are assembled in button cells and tested. Under optimized plasma conditions, cyclic voltammetry shows that the electrochemical reversibility of plasma-derived cathodes is improved over that of conventional sol-gel derived LiFePO4 cathodes

Effets du solvant et de la double couche sur l'électroréduction du Cd(II)

Le mécanisme d'électroréduction du Cd⁺² a été étudié dans plusieurs solvants non-aqueux en présence de perchlorate de sodium et de tétraalkylammonium. La détermination des paramètres thermodynamiques a été effectuée par polarographie classique. Les paramètres cinétiques ont été determinés à l'aide des méthodes électrochimiques suivantes: la polarographie a.c., la chronoampérométrie et la voltampérométrie cyclique à balayage. Les résultats ont été obtenus sur une électrode à goutte de mercure. Afin d'extraire l'information pertinente, des mesures électrochimiques, des méthodes d'analyse numérique et analytique ont été améliorées et adaptées à nos mesures. L'utilisation d'ultramicroélectrodes pour la détermination des paramètres cinétiques de réactions rapides s'est avérée très avantageuse et permet un bon contrôle de la chute ohmique dans les solutions électrolytiques. L'étude de la double couche dans le DMSO a démontré que la nature de l'electrolyte-support à l'interface mercure/solution joue un rôle important dans les étapes élémentaires du mécanisme de réduction du Cd⁺². Elle a permis de mettre en évidence et de proposer une réaction de transfert du Cd⁺² à travers la double couche comme étape limitante de l'électroréduction. Nous avons aussi examiné la dépendance de la constante de vitesse avec les paramètres thermodynamiques et dynamiques du solvant afin de prédire l'étape déterminante dans le processus de réduction du Cd⁺². Les résultats de cette dépendance nous indiquent que l'interaction Cd⁺²- solvant est considérable. Cette interaction et les effets dynamiques du solvant, sont les facteurs qui influencent la valeur de la constante de vitesse du Cd⁺². Cette étude démontre que les effets du solvant et de la double couche sur la réaction de formation de l'amalgame Cd(Hg) sont importants et doivent être pris en considération pour définir le mécanisme de l'électroréduction. Un mécanisme de transfert de deux électrons, précédé du déplacement de l'ion Cd⁺² à travers de la double couche, est suggéré

L'électroréduction du cadmium(II) dans le diméthylsulfoxide en présence du perchlorate de tétraéthylammonium

L'électroréduction du cadmium à une électrode à goutte de mercure a été étudiée dans le diméthylsulfoxide en présence de différentes concentrations de perchlorate de tétraéthylammonium. Nous avons travaillé dans des conditions anhydres et sous atmosphère d'azote à température constante. Trois méthodes électrochimiques nous ont permis de déterminer les paramètres cinétiques de cette réduction. Elles sont: la polarographie à tension sinusoïdale surimposée, la chronoampérométrie et la voltampérométrie cyclique avec analyse par semi-intégration. Les résultats obtenus des courbes de la constante de vitesse de la réaction en fonction du potentiel permettent de prédire la présence d'une réaction chimique antécédente aux transferts des électrons. Cette réaction a été identifiée comme étant une réaction chimique hétérogène de désolvatation du Cd(II) suivie de la réaction électrochimique dans laquelle le transfert des électrons peut avoir lieu en une seule étape (mécanisme CE) ou en deux étapes consécutives (CEE)

Effets du solvant et de la double couche sur l'électroréduction du Cd(II)

Le mécanisme d'électroréduction du Cd?² a été étudié dans plusieurs solvants non-aqueux en présence de perchlorate de sodium et de tétraalkylammonium. La détermination des paramètres thermodynamiques a été effectuée par polarographie classique. Les paramètres cinétiques ont été determinés à l'aide des méthodes électrochimiques suivantes: la polarographie a.c., la chronoampérométrie et la voltampérométrie cyclique à balayage. Les résultats ont été obtenus sur une électrode à goutte de mercure. Afin d'extraire l'information pertinente, des mesures électrochimiques, des méthodes d'analyse numérique et analytique ont été améliorées et adaptées à nos mesures. L'utilisation d'ultramicroélectrodes pour la détermination des paramètres cinétiques de réactions rapides s'est avérée très avantageuse et permet un bon contrôle de la chute ohmique dans les solutions électrolytiques. L'étude de la double couche dans le DMSO a démontré que la nature de l'electrolyte-support à l'interface mercure/solution joue un rôle important dans les étapes élémentaires du mécanisme de réduction du Cd?². Elle a permis de mettre en évidence et de proposer une réaction de transfert du Cd?² à travers la double couche comme étape limitante de l'électroréduction. Nous avons aussi examiné la dépendance de la constante de vitesse avec les paramètres thermodynamiques et dynamiques du solvant afin de prédire l'étape déterminante dans le processus de réduction du Cd?². Les résultats de cette dépendance nous indiquent que l'interaction Cd?²- solvant est considérable. Cette interaction et les effets dynamiques du solvant, sont les facteurs qui influencent la valeur de la constante de vitesse du Cd?². Cette étude démontre que les effets du solvant et de la double couche sur la réaction de formation de l'amalgame Cd(Hg) sont importants et doivent être pris en considération pour définir le mécanisme de l'électroréduction. Un mécanisme de transfert de deux électrons, précédé du déplacement de l'ion Cd?² à travers de la double couche, est suggéré

L'électroréduction du cadmium(II) dans le diméthylsulfoxide en présence du perchlorate de tétraéthylammonium

L'électroréduction du cadmium à une électrode à goutte de mercure a été étudiée dans le diméthylsulfoxide en présence de différentes concentrations de perchlorate de tétraéthylammonium. Nous avons travaillé dans des conditions anhydres et sous atmosphère d'azote à température constante. Trois méthodes électrochimiques nous ont permis de déterminer les paramètres cinétiques de cette réduction. Elles sont: la polarographie à tension sinusoïdale surimposée, la chronoampérométrie et la voltampérométrie cyclique avec analyse par semi-intégration. Les résultats obtenus des courbes de la constante de vitesse de la réaction en fonction du potentiel permettent de prédire la présence d'une réaction chimique antécédente aux transferts des électrons. Cette réaction a été identifiée comme étant une réaction chimique hétérogène de désolvatation du Cd(II) suivie de la réaction électrochimique dans laquelle le transfert des électrons peut avoir lieu en une seule étape (mécanisme CE) ou en deux étapes consécutives (CEE)

Electronic communication across N-linked unconjugated polymers: important insight into the charge transfer processes of polyaniline

The [C6H4C equivalent to CPtL2C equivalent to CC6H4] -> quinone charge transfer bands in unconjugated ([Pt]-NMe-Q)(n)'s are similar to the conjugated systems showing that the NMe secures communication

Are the orientation and bond strength of the RCO2-center dot center dot center dot M link key factors for ultrafast electron transfers?

The photo-induced electron transfers in the "straight up" ionic assemblies [Pd-3(2+)]center dot center dot center dot MCP and [Pd-3(2+)]center dot center dot center dot DCP center dot center dot center dot[Pd-3(2+)] ([Pd-3(2+)]* -> MCP or DCP) are ultrafast (<85 fs) indicating that it is not necessary to have a strong coordination bond or a bent geometry to obtain fast electron injection in porphyrin-containing DSSCs

Increasing the lifetimes of charge separated states in porphyrin-fullerene polyads

Two linear polyads were designed using zinc(II) porphyrin, [ZnP], and N-methyl-2-phenyl-3,4-fulleropyrrolidine (C-60) where C-60 is dangling either at the terminal position of [ZnP]-C6H4-R-C6H4-[ZnP]-C-60 (1) or at the central position of [ZnP]-C6H4-R-C6H4-[ZnP(C-60)]-C6H4-R-C6H4-[ZnP] (2) in order to test whether the fact of having one or two side electron donors influences the rate of electron transfer, k(et). These polyads were studied using cyclic voltammograms, DFT computations, steady state and timeresolved fluorescence spectroscopy, and femtosecond transient absorption spectroscopy (fs-TAS). Photo-induced electron transfer confirmed by the detection of the charge separated state [ZnP center dot+]/C-60(center dot-) from fs-TAS occurs with rates (k(et)) of 3-4 x 10(10) s(-1) whereas the charge recombinations (CRs) are found to produce the [ZnP] ground state via two pathways (central [(ZnP center dot+)-Zn-1]/C-60(center dot-) (ps) and terminal central [ZnP center dot+]/C-60(center dot-) (ns) producing [(ZnP)-Zn-1] (ground state) and [(ZnP)-Zn-3*]). The formation of the T1 species is more predominant for 2

Electrografted P4VP for High Aspect Ratio Copper TSV Insulation in Via-Last Process Flow

International audienceVia-Last metallization of High Aspect Ratio Through Silicon Via (HAR TSV) for 3D integration is challenging. Indeed, the formation of a uniform and conformal dielectric to insulate HAR TSVs in Via-Last process flow is difficult to achieve for any physical deposition process. In this study, we present the first reported HAR copper TSVs, insulated by highly conformal electrografted poly-4-vinylpyridine (P4VP) in Via-Last process-flow. As a demonstration, this allowed the metallization of HAR copper TSVs for die-to-die 3D integration of a 22 × 22 photodiode array tier onto a CMOS control electronics ASIC