Thèse de Doctorat
il y a 1 mois
Cette offre est disponible dans les langues suivantes:
- Français
- Anglais
Date Limite Candidature : mardi 13 février 2024
**Informations générales**:
**Intitulé de l'offre **:Thèse de doctorat (H/F) en science des matériaux pour batterie,Li/Soufre**
Référence : UMR5279-FANALL-009
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : ST MARTIN D HERES
Date de publication : mardi 23 janvier 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Chimie des matériaux, nanomatériaux et procédés
**Description du sujet de thèse**:
Dans le contexte actuel de l’accroissement des besoins en stockage de l’énergie électrique, le développement d’alternatives aux batteries de type Li-ion est primordial. Les batteries Li/S présentent des caractéristiques très intéressantes, en termes de performances électrochimiques, de matériaux éco-efficient (sans matériaux critiques) et de coût. Malheureusement, cette technologie n’est pas mature à l’heure actuelle en raison de la solubilité des polysufures limitant la réversibilité du système et pollue le lithium métal. Le remplacement de l’électrolyte liquide par un électrolyte polymère permet de pallier ce problème, en limitant la dissolution du soufre tout en garantissant un gain en sécurité (absence de composés volatils). Ainsi, l'émergence d’une batterie Li/S commerciale est conditionnée i) au développement de nouveaux électrolytes permettant d’assurer la conduction des ions lithium tout en limitant la diffusion des polysulfures ii) à maitrise des phénomènes de transport (ionique et électronique) au sein de l’électrode positive tout solide, et, iii) à la compréhension des phénomènes de transport/transfert qui limitent généralement le fonctionnement d’une batterie.
L’objectif premier de cette thèse est de formuler et caractériser un nouvel électrolyte de type polymère. Afin de contrôler les phénomènes de transport (ionique) au sein de l’électrolyte, des polymères à conduction unipolaire (seul le Li+ est mobile) et des cristaux liquides seront d’abord étudiés par des techniques électrochimiques (conductivité, nombre de transport, stabilité) et physico-chimiques (structure, morphologie du polymère).
Outre l’électrolyte, l’ingénierie d’une électrode positive composite au soufre tout solide performante est un verrou scientifique notable. L’ingénierie d’électrode devra permettre d’obtenir des réseaux de percolation ionique et électronique pour garantir des performances électrochimiques satisfaisantes. Les électrodes obtenues seront caractérisées par différentes techniques d’électrochimie et par des techniques d’imagerie aux grands instruments (ESRF, ILL,..) afin de corréler les performances électrochimies à la microstructure de l’électrode avant et au cours du cyclage. L’étude des interfaces (électrolyte/lithium) sera également menée, par des techniques de surface comme l’XPS.
**Contexte de travail**:
Ce projet de thèse s’inscrit dans le cadre du projet PEPR batterie Li Metal Solid State Batteries « LIMASSE » gérée par l’ANR au titre de France 2030. Ce projet très ambitieux a pour objectif de développer des batteries tout solide (inorganique, polymère ou hybride) à électrode négative au Lithium. Ce projet implique 10 UMR du CNRS et le CEA-LITEN. Le consortium ainsi constitué permettra des échanges scientifiques riches et importants pour lever les verrous scientifiques des batteries tout solide. L’une des stratégies suivies est l’utilisation de soufre à l’électrode positive et d’un électrolyte polymère, comme électrolyte tout solide. C’est dans le cadre de cette problématique, que nous recherchons un(e) doctorant(e) pour le laboratoire LEPMI de Grenoble qui travaillera sur l’élaboration et la caractérisation de batteries tout solide utilisant un électrolyte polymère pour la technologie Li-soufre. Ce projet sera mené en collaboration avec l’ensemble des partenaires du projet LIMASSE, mais de manière plus étroite avec le CEA-LITEN (Grenoble).
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
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