Cette thèse a pour but de modéliser les liquides ioniques et les électrolytes pour batteries Li-ion. Nous avons développé des modèles SVR afin de prédire 9 propriétés d’intérêt pour ces solvants. Les modèles construits pour les liquides ioniques ont permis la détection de divers problèmes, et sont accessibles sur le site web du laboratoire : infochim.u-strasbg.fr/webserv/VSEngine.html. Les modèles construits pour les électrolytes ont permis la modélisation de candidats testés expérimentalement par nos collaborateurs. Le nombre de données étant limité pour ces solvants, nous avons également testé l’approche transductive par le biais de la TRR (Transductive Ridge Regression). Nous avons mis en place un protocole d’optimisation des paramètres de la méthode et appliqué la TRR aux solvants étudiés. Les résultats obtenus par la TRR sont légèrement meilleurs que ceux de la Régression Ridge, mais restent modestes si on veut éviter une détérioration accidentelle du modèle. / This thesis is dedicated to the modelling of ionic liquids and electrolytes of Li-ion batteries. We developed several SVR models in order to predict 9 interesting properties of these solvents. The models built for the ionic liquids allowed us to detect several problems, and are freely available on the laboratory’s website: infochim.u-strasbg.fr/webserv/VSEngine.html. The models built for the electrolytes were used to model some candidates tested experimentally by our colleagues. As the amount of data is quite small for these solvents, we also tested the transductive approach with the help of the TRR (Transductive Ridge Regression). We have developed an optimization procedure for the method’s parameters, and applied the TRR to the studied solvents. The results obtained with the TRR are slightly better than of the Ridge Regression but stay modest if we want to avoid any accidental damage of the model.

Titre de l'écran-titre (visionné le 12 février 2024) / L'homéostasie du calcium (Ca) et du phosphore (P) est affectée par l'équilibre acido-basique systémique, par des mécanismes de régulation qui affectent les os et le système respiratoire. Le bilan électrolytique (BÉ) alimentaire, combiné à l'acidification de l'eau expose les oiseaux à l'acidose. Cette recherche visait à étudier l'impact de l'acidification et du type d'acidifiant : 1) aucun, 2) inorganique (INORGACID; acide phosphorique) et 3) organiques (ORGACID; mix) avec des niveaux de P et Ca normaux (NCaP) ou limitant (FaibleCaP; -15 % Ca et P) dans un dispositif en factoriel 3 x 2. Le niveau du BÉ était de 220 mÉq/kg MS. Un septième traitement alimentaire avait un niveau de BÉ faible 120 mÉq/kg MS avec l'INORGACID et des apports FaibleCaP. Les traitements expérimentaux ont été évalués sur les performances, le statut phosphocalcique et acido-basique et la minéralisation osseuse des poulets. Au total de 3710 poulets mâles âgés d'un jour (Ross 308) ont été distribuée au hasard dans les 7 traitements, avec 10 répétitions de 53 poussins par répétition pendant 3 phases de croissance (0-10, 11-21 et 22-28 jours). Les performances de croissance ont été déterminées par phase. La consommation d'eau a été mesurée quotidiennement par parquet. À la fin de chaque étape, un échantillon de sang de poulet à chair par cage (n = 60) a été prélevé avant l'abattage pour mesurer les paramètres systémiques à l'aide d'un analyseur de gaz dans le sang (i-STAT Alinity v, Abott) et d'un analyseur d'électrolyte, d'immunodosage et de gaz dans le sang (VETSCAN VS2, Abaxis) et DXA pour obtenir le contenu minéral osseux (CMO) et la masse grasse et maigre. Les résultats ont montré que pendant la phase de début et de croissance, les performances étaient réduites chez les poulets FaibleCaP-ORGACID, avec un gain quotidien moyen (GMQ; -5 %) et le poids corporel diminué (PV final -7%). Le Ca plasmatique (Acidifiant x CaP; P=0,016, 0,031, 0,07 respectivement au début). Ainsi que le PV final et l'indice de conversion (IC) au croissance (Acidifiant x CaP; P = 0,06, 0,07 respectivement). Le CMO diminuait dans le régime FaibleCaP pendant le début seulement lorsque les poulets avaient reçu l'INORGACID (Acidifiant x CaP; P=0,047). Une diminution du gain quotidien moyen (GMQ; -5 %), poids corporel (PV -7 %) et une tendance pour une diminution du Ca plasmatique a également été observée dans le régime FaibleCaP pendant le début, mais au contraire seulement quand les poulets ont reçu l'ORGACID (Acidifiant x CaP; P=0,016, 0,031, 0,07 respectivement). Pendant la phase de croissance, la CMO a également diminué ainsi que le P plasmatique dans le régime FaibleCaP (-15 % et -16 %; CaP, P<0,001). Pour la finition la réduction du CaP a eu un impact plus faible (-10 %) sur la CMO/PV avec INORGACID que l'ORGACID (-18 %) et aucune acidification (-28 %; Acidifiant x CaP; P=0,05). L'évolution de la CMO au fil du temps a montré que les oiseaux recevants de l'INORGACID n'avaient pas un CMO réduit lorsqu'ils recevaient un régime FaibleCaP (temps x CaP x acidifiant; P<0,001). Cela indique que l'apport en P sous forme d'acide inorganique est suffisant pour faire face à l'effet de réduction de Ca et P sur la minéralisation osseuse. Néanmoins, les acidifiants d'eau testés n'ont pas amélioré les performances de croissance. D'autres études sont nécessaires pour comprendre leurs effets et optimiser les pratiques d'acidification de l'eau. / Calcium (Ca) and phosphorus (P) homeostasis is affected by systemic acid-base balance, by regulatory mechanisms that affect the bones and respiratory system. Dietary electrolyte balance (DEB) combined with water acidification creates a bacteriostatic effect that exposes birds to acidosis. This research aimed to study the impact of acidification and the type of acidifier: 1) none, 2) inorganic (INORGACID; phosphoric acid) and 3) organic (ORGACID; mix) with normal P and Ca levels (NCaP) or limiting Ca and P (LowCaP; -15% Ca and P) in a 3 x 2 factorial device. The DEB level was 220 mEq/kg DM. A seventh treatment had a low level of DEB (120 mEq/kg DM) with INORGACID and LowCaP intakes on performance, phosphocalcic and acid-basic status and mineralization in broilers. A total of 3710 male day-old broilers (Ross 308) were randomly distributed to the 7 treatments, with 10 repetitions of 53 chicks per repetition during 3 growth phases (0-10, 11-21 and 22-28 days). Growth performance was determined at each phase. Water consumption was measured daily by cage. At the end of each step, one broiler blood sample per cage (n = 60) was taken before slaughter to measure systemic parameters with a blood gas analyzer (i-STAT Alinity v, Abott) and an electrolyte, immunoassay, and blood gas analyzer (VETSCAN VS2, Abaxis) and DXA scanning to obtain bone mineral content (BMC) and fat and lean mass. The results showed that during the start and growth phase, broilers are more sensitive to LowCaP level and ORGACID, mainly in average daily gain (ADG; -5%), body weight (BW -7%) and plasma Ca (Acidifier x CaP; P=0.016, 0.031, 0.07 respectively at start). As well as the BW and conversion index (CI) to growth (Acidifier x CaP; P = 0.06, 0.07 respectively). BMC decreased in the LowCaP diet during the start phase only when broilers received INORGACID (Acidifier x CaP; P=0.047). A decrease in average daily gain (ADG; -5%), body weight (BW -7%) and a trend for decreased plasma Ca was also observed in the LowCaP diet during the start phase, but only when broilers received ORGACID (Acidifier x CaP; P=0.016, 0.031, 0.07 respectively). During the growth phase, BMC also decreased as well as plasma P in the LowCaP regime (-15% and -16%; CaP, P<0.001). For finishing CaP reduction had a lower impact (- 10%) on BMC/BW with INORGACID than ORGACID (-18%) and no acidification (-28%; Acidifier x CaP; P=0.05). The evolution of BMC over time showed that birds receiving INORGACID did not have a reduced BMC when given a LowCaP regime (time x CaP x acidifying; P<0.001). This indicates that the intake of P as inorganic acid is sufficient to support the reducing effect of Ca and P on bone mineralization. However, the water acidifiers tested did not improve growth performance. Further studies are needed to understand their effects and optimize water acidification practices.

The aim of this PhD work is to elaborate using plasma spraying fine, dense, crack-free coatings of Yttria Stabilized Zirconia (YSZ) for SOFCs electrolyte. The experimental approach has been based on the increase velocities of particles in a molten state upon impact using three plasma spraying processes (Arc plasma spraying, vacuum plasma spraying and supersonic inductive plasma spraying) and powder with a fine granulometry (-25+5[micro]m). In-flight particles and lamellaes characterisations were carried out to study their influence onto deposit microstructure and the influence of the latter one on their porosity and ionic conductivity. Two kinds of microstructure function of spraying process were obtained thanks to the increase of particle velocities upon impact. Those specific microstructures lead to the increase of the number of good interlamellar contacts that allows benefiting ionic conductivity. So, in future, it will be possible to elaborate all the stack (anode-electrolyte-cathode) with the same plasma spraying process.

L'impact des conditions estivales de croissance (défoliation, stress hydrique, carence azotée) sur la résistance au gel des différents organes de l'arbre, en liaison ave c leur statut carboné, a été étudié chez le noyer (Juglans regia). La comparaison de plusieurs méthodes estimant la résistance au gel montre que GélistaTM, une nouvelle technique pour estimer l'endurcissement au gel à partir des variations de diamètre des rameaux, indique seulement une gamme de sensibilité au gel. Le test de fuite des électrolytes montre une plus grande sensibilité dans la détermination de la température de résistance au gel. Ensuite, l'étude des corrélations entre le LT50 et les différentes variables (sucres solubles, humidité pondérale et moyenne des températures minimales journalières sur les 15 jours qui précèdent le prélèvement) a permis de construire un modèle simple pouvant prédire le niveau de résistance au gel des rameaux d'un an pour deux variétés de noyers adultes (Franquette et NG38). L'étude du développement aérien végétatif montre que le potentiel d'adaptation (plasticité morphologique) des arbres aux contraintes culturales est plus faible en fin de saison estivale de croissance. Les traitements ont eu un impact sur la structure, la biomasse totale et structurale, ainsi que sur les réserves glucidiques. En général, les traitements ont provoqué une diminution plus ou moins forte de la mise en réserve glucidique dans les différents organes. Par ailleurs, l'analyse des impacts des conditions estivales de croissance sur la résistance au gel a mis en évidence une correlation forte et négative entre le LT50 et la teneur en GFS dans les organes aériens. Pour les organes souterrains, elle existe également mais elle est plus faible. Enfin, pour les rameaux de l'année, l'ensemble des résultats obtenu sur de jeunes noyers en conteneur a été vérifié sur des noyers adultes.

Les performances des modèles thermodynamiques actuels pour les solvants mixtes (en particulier avec alcools) électrolytiques sont limités. L’objectif de ce travail est d’étendre les capacités du modèle eGC-PPC-SAFT à ces systèmes. Ceci est fait en plusieurs étapes. Dans une première étape, le modèle PPC-SAFT existant est amélioré pour l’eau pure et les solvants usuels, par (1) introduisant une dépendance en température du diamètre sphère dure de l'eau et (2) adapter un minimum de paramètres ioniques sur les coefficients d’activité moyens et les densités des systèmes contenant des électrolytes forts ainsi que les sur les équilibres liquide vapeur des solvants mixtes d'électrolytes. Dans une troisième étape, le modèle final est utilisé pour représenter les équilibres liquide-liquide des solvants mixtes électrolytiques en étudiant les coefficients de partition de chacune des espèces dans le système. Pour cela, une stratégie de paramétrage des paramètres binaires ion-solvant a été développée, qui implique l’évaluation de l’impact de chacune des contributions individuelles du modèle ePPC-SAFT sur les coefficients de partition. Étant donné son importance dans le cadre de la modélisation thermodynamique de ces systèmes, une nouvelle règle de mélange pour le constant diélectrique est proposée. Au final, le modèle développé est capable de décrire les coefficients d’activité ainsi que les équilibres VLE et LLE des système électrolytiques avec solvants mixtes. / The capabilities of the current thermodynamic models are limited in dealing with mixed-solvent electrolyte systems, due to the complex interactions within these systems. The objective of this work is to extend eGC-PPC-SAFT model to these systems. This is done in several steps. First, a modification in the temperature dependent water diameter was proposed. Second, a minimum number of ion-water parameters are determined on mean ioninc activity coefficients and densities of strong electrolyte systems, as well as vapour-liquid equilibria (VLE) of mixed solvent electrolytes. In the third step, the model is used to study the liquid-liquid equilibrium (LLE) of the mixed-solvent electrolyte system. This was done by looking at the partition coefficients of the individual species in the systems. In doing so, a parameterization strategy was developed for ion-solvent binaries that involve assessing the impact of the individual ePPC-SAFT contribution on the partitioning of individual species. A new method for dealing with the condition of electroneutrality in liquid-liquid ionic systems was proposed that involves a direct correction on the fugacity coefficient. In view of the importance of this property, a new mixing rule for the dielectric constant of mixed solvent is proposed to provide the best description of LLE of mixed solvent electrolyte. The final model is capable of describing, the activity coefficient, VLE, and LLE of mixed-solvent electrolyte systems.

Le couplage de la spectroscopie d’impédance électrochimique(EIS) et de la spectroscopie photoélectronique à rayonnement X(XPS) a permis d’étudier en profondeur le lien entre la structure etles propriétés électrochimiques d’électrolytes solides en couchesminces, ainsi que de l’interface formée avec le matériau d’électrodepositive LiCoO2. L’incorporation d’azote dans la structure duLiPON, électrolyte solide de référence dans les microbatteries, estcaractérisée par la formation de lacunes de lithium et d’oxygènesfavorables au transport des ions lithium. Un électrolyte solideLiPOS a été développé par pulvérisation cathodique radiofréquencevia l’incorporation de soufre dans la structure initiale Li3PO4. Laprésence d’une interface solide/solide entre le LiPON et LiCoO2 estcaractérisée par une réduction partielle du cobalt et une oxydationdu LiPON à son voisinage, vraisemblablement responsable del’augmentation de la résistance de transfert de charges entre lesdeux matériaux. / The link between the structure and the electrochemicalproperties of thin-film electrolytes and the interface formed withthe cathode material LiCoO2 has been intensively studied bycoupling Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and X-rayPhotoelectron Spectroscopy (XPS). Nitrogen incorporation intoLiPON, reference solid-state electrolyte for microbatteries, ischaracterized by the formation of lithium and oxygen vacancies,increasing the lithium ions transport. A sulfide based thin filmelectrolyte called LiPOS has been developed by radiofrequencysputtering, with the incorporation of sulfur into the initial Li3PO4structure. The solid/solid interface between LiPON and LiCoO2 ischaracterized by a partial reduction of cobalt and oxidation ofLiPON, which is in all probability responsible of the increase of thecharge transfer resistance between the two materials.

Ce travail présente quelques contributions mathématiques et numériques à la modélisation des fluides à l'échelle nanométrique. On considère deux niveaux de modélisation. Au premier niveau,une description atomique est adoptée. On s'intéresse aux méthodes permettant de calculer la viscosité de cisaillement d'un fluide à partir de cette description microscopique. On étudie en particulier les propriétés mathématiques de la dynamique de Langevin hors d'équilibre permet-tant de calculer la viscosité. Le deuxième niveau de description se situe à l'échelle du continu et l'on considère une classe de modèles pour les électrolytes à l'équilibre incorporant d'une part la présence d'un confinement avec des parois chargées et d'autre part des effets de non-idéalité dus aux corrélations électrostatiques entre les ions et au phénomène d'exclusion stérique. Dans un premier temps, on étudie mathématiquement le problème de minimisation de l'énergie libre dans le cas où celle ci reste convexe (non-idéalité modérée). Puis, on considère le cas non convexe (forte non-idéalité) conduisant à une séparation de phase

Les travaux de recherche que j'ai menés jusqu'à présent concernent les propriétés structurales et surtout dynamiques de solutions de particules, chargées ou non. Ils visent essentiellement à la modéli- <br />sation de ces systèmes, en vue d'une meilleure compréhension des mécanismes « microscopiques » qui pilotent les propriétés macroscopiques mesurables. La méthode d'investigation choisie est une méthode de simulation numérique, appelée dynamique brownienne. Le principe de la simulation de dynamique brownienne est d'intégrer par une méthode itérative les équations du mouvement des particules de soluté d'un système, le solvant étant décrit comme un milieu continu, caractérisé par sa constante diélectrique et sa viscosité. La particularité de la méthode vient du fait qu'au niveau de description choisi, les particules ont des mouvements browniens, caractérisés par des équations sto- chastiques du mouvement. Deux types d'interactions sont à l'origine de la partie non aléatoire du mouvement : <br />• les interactions directes entre particules de soluté, telles que les interactions électrostatiques <br />dans le cas des ions et les forces répulsives à courte portée, <br />• les interactions indirectes entre particules, transmises par le solvant, appelées interactions hydrodynamiques, qui couplent les déplacements des particules (une particule en mouvement dans <br />le fluide l'entraine avec elle, ce qui perturbe les mouvements des particules voisines). <br />On déduit des trajectoires ainsi construites non seulement des informations moyennées sur l'ensemble du système, correspondant aux grandeurs accessibles à l'expérimentateur, mais aussi des informations locales, au niveau des particules. <br />Les travaux dont je présente les résultats illustrent la richesse du domaine d'application de la dynamique brownienne, ainsi que sa grande adaptabilité. J'ai commencé par consolider les fondements <br />de la méthode de simulation, en particulier en faisant le lien avec les méthodes théoriques utilisées pour étudier le transport dans les solutions d'électrolytes. J'ai ainsi calculé la conductivité électrique <br />de solutions aqueuses de sels simples et les coefficients de diffusion des ions dans ces solutions. J'ai ensuite développé les applications de la dynamique brownienne dans divers domaines, seule ou en collaboration avec des chercheurs du laboratoire ou extérieurs au laboratoire. On peut regrouper les travaux que j'ai effectués en trois thèmes : <br />• Le premier concerne la simulation d'électrolytes dissymétriques en charge et en taille. Pour les électrolytes peu dissymétriques tels que les sels de cryptate ou le tungstosilicate de sodium, <br />nous avons confirmé la validité de la méthode de simulation. Nous avons ensuite étudié non seulement les propriétés structurales et dynamiques d'électrolytes « modèles » 1-10, 1-20 et 2-20, mais aussi celles de solutions micellaires « réelles », pour lesquelles des déterminations expérimentales précises des coefficients de transport sont disponibles. L'intéret de la modélisation brownienne que nous avons menée pour ces systèmes très dissymétriques en taille et en charge est qu'elle prend en compte explicitement la présence des petits ions aux cotés des macroions. Nous montrons notamment que les interactions hydrodynamiques ont une grande <br />influence sur la diffusion des macroions. <br />• Le second thème est celui des électrolytes aux interfaces. J'ai notamment développé, en collaboration avec Christian Amatore (UMR PASTEUR de l'ENS) et un de ses étudiants en thèse, <br />Frédéric Grun, une modélisation et une méthode de simulation originales pour évaluer le temps de relaxation de la double couche électrochimique après un transfert d'électron. Ce travail est <br />un exemple pour lequel la simulation est utilisée comme un outil prédictif, permettant d'évaluer des grandeurs difficilement accessibles à l'expérimentateur. Je m'intéresse aussi dans le <br />cadre d'un PAI (Programme d'Action Intégrée) européen à la diffusion des électrolytes dans des matrices d'ions immobiles, en collaboration avec Vojko Vlachy, professeur à l'université de <br />Ljubljana. Enfin, la simulation brownienne a permis de calculer la distribution des contre-ions présents entre deux feuillets d'une argile compactée, mais relativement hydratée, et de faire le <br />lien avec la description microscopique de la dynamique moléculaire. <br />• Le dernier thème de recherche concerne les ferrofluides, qui sont des suspensions aqueuses stables de nanoparticules de maghémite. Le programme de simulation de dynamique brow- nienne a été adapté pour tenir compte des propriétés dipolaires des particules et une modélisation a été développée parallèlement à des travaux expérimentaux. Ce modèle permet notamment de rendre compte de l'anisotropie structurale observée expérimentalement en présence d'un champ magnétique extérieur.

aLe sujet de la présente thèse nous a été suggéré par un fait déjà connu, à savoir que le passage d'un courant constant dans un tube en U contenant un monoacide fort entraîne l'apparition d'une zone frontière stable, se déplaçant avec une mobilité liée à celle de l'anion et séparant la colonne acide d'une couche d'eau cathodique d'épaisseur croissante. Il était donc logique de chercher à étudier les phénomènes d'électrophorèse sur un plan théorique et d'une manière aussi générale que possible en tenant compte des perturbations dues à la diffusion .Cette étude a été menée pour les électrolytes uni-univalents . Tous nos calculs sur ordinateur et toutes nos expériences montrent que la formation spontanée d'une zone frontière mobile s'éloignant d'une électrode s'accompagne toujours des deux caractéristiques suivantes : (1) Le champ existant au voisinage de cette frontière du côté de l'électrode est plus grand que celui qui règne dans la zone centrale du tube. (2) La mobilité de cette frontière peut être reliée à celle s des ions par un calcul traduisant un simple bilan matière. En conséquence et d'un point de vue pratique, on pourra prévoir la formation spontanée d'une zone frontière mobile et son déplacement par translation en calculant les champs susceptibles de régner de part et d'autre de la surface frontière hypothétique. Si le champ régnant du côté de l'électrode est le plus grand, la surface frontière existera et sa mobilité sera donnée par un simple bilan matière. Nous étudions actuellement l'extension de cette théorie aux polyacides, aux colloïdes, ... et plus généralement à tout corps "ionisable" dissout dans un solvant polaire quelconque. Sur un plan expérimental, nous cherchons d'abord à rendre la méthode des sondes plus précise. Afin de mesurer directement les concentrations ioniques et moléculaires le long du tube, nous travaillons aussi à adapter à notre problème diverses méthodes physiques d'analyse, en particulier la spectrophotométrie d'absorption moléculaire et le marquage radioactif des ions.

Le concept central de cette thèse est de mettre en avant trois grandes propriétés du liquide ionique, c'est à dire ses propriétés structurées et structurantes qui sont complémentaires à leurs propriétés usuelles (conductivité ionique, stabilité thermique, stabilité électrochimique), mais il ne s’agit là que d’une facette du travail. En effet, la synthèse des liquides ioniques rédox est l’un des ancrages fort de ce travail : ainsi des liquides ioniques biredox (porteur de groupements redox à la fois sur l’anion et le cation) ont pu être synthétisés pour la première fois. Cette électro-activité apporte un éclairage nouveau dans le développement d'électrolytes pour les supercondensateurs dont nos capacités spécifiques sont deux à cinq fois plus grandes que les valeurs de la littérature dans le domaine. Parallèlement, des liquides ioniques redox ont été associés à des nanotubes de carbone; les composites obtenus (nommé bucky Gel redox) ont été mis en œuvre avec succès comme matériaux d’électrode pour l’étude des dynamiques des cascades de transferts électroniques et ioniques. Outre l’obtention de ces résultats électrochimiques, les liquides ioniques ont été structurés par synthèse supramoléculaire. Ainsi des liquides ioniques polymérisés ont été obtenus et mis en forme par électrofilage puis testés en tant qu’électrolyte solide dans un dispositif supercondensateur. Les propriétés électrochimiques de l’ensemble de ces objets liquides ioniques ont fait l’objet d’études approfondies par voltammétrie cyclique, spectroscopie d’impédance électrochimique, cyclages galvanostatiques et microscopie électrochimique à balayage. Les résultats obtenus valident totalement le concept de départ dans le fait jouer sur les chimies moléculaire, supramoléculaire et macromoléculaire des liquides ioniques pour améliorer les dispositifs de stockage électrochimique de l’énergie. / The central concept of this project is to highlight three major ionic liquid properties. It lies on the control of the structured and structuring properties that are considered as complementary to the usual ionic liquids properties (ionic conductivity, thermal stability, electrochemical stability). However, this is a relatively small part of this work. The strong key point is the synthesis of redox ionic liquids. In this work a new biredox ionic liquids (contaning redox moieties both on the anion and the cation constituting the ionic liquid) have been successfully synthesized for the first time. This electro-activity opens the development of electrolytes for supercapacitors whose the specitific capacity is between two and five times larger than the values found in the literature. Meanwhile, redox ionic liquids have been associated with carbon nanotubes; the obtained composites were implemented as electrode materials for the study of dynamic electron transfer and ionic transfer. Besides these results, ionic liquids have been structured by supramolecular chemistry. Polymerized ionic liquids were obtained, shaped by electrospinning and tested as a solid electrolyte in a supercapacitor system. The electrochemical properties of these components (electrolyte materials or electrode materials) have been extensively studied by cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, galvanostatic cycling and scanning electrochemical microscopy. The results completely validate the original concept to take advantage of molecular, supramolecular and macromolecular chemistries of ionic liquids to improve electrochemical energy storage devices.