Etude des mécanismes de transport du Lithium aux interfaces dans les électrolytes solides hybrides

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un organisme public de recherche, d’innovation et de formation dont la mission est de développer des technologies performantes, économiques, propres et durables dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. 

IFPEN met à disposition de ses chercheurs un environnement de recherche stimulant, avec des équipements de laboratoire et des moyens de calcul très performants.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

• l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
• la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Etude des mécanismes de transport du Lithium aux interfaces dans les électrolytes solides hybrides

Pour répondre aux besoins croissants en matière de stockage électrochimique de l’énergie, les batteries Li-ion sont considérées comme une des principales solutions à court et moyen terme. Pour répondre aux défis de l’application principale -l’électromobilité-, il est nécessaire d’augmenter la densité d’énergie et la sureté des batteries, notamment en remplaçant les électrolytes liquides actuels par un électrolyte tout solide. Il existe actuellement trois principales familles d’électrolytes solides : les polymères, les matériaux inorganiques et les matériaux hybrides. Les électrolytes hybrides (polymère + phase inorganique) sont particulièrement prometteurs, car ils peuvent combiner la conductivité ionique élevée des inorganiques avec les propriétés mécaniques et la simplicité de mise en forme des polymères.

La préparation d’électrolytes solides hybrides présente une problématique importante : celle de l’interface entre les phases organiques et inorganiques. Ces interfaces peuvent dans certains cas fortement nuire aux performances de l’électrolyte et donc à sa viabilité dans les batteries Li-ion tout solide. Aujourd’hui, l’interface organique/inorganique dans un électrolyte hybride est peu connue, que ce soit pour ses propriétés chimiques (nature, composition) ou physiques (conductivité, nombre de transport). La maîtrise de ces interfaces est primordiale pour la conception des électrolytes hybrides compétitifs et de leurs procédés de mise en forme.

L’objectif de ce stage sera d’étudier les phénomènes de transport aux interfaces dans les électrolytes hybrides. L’étudiant(e) aura la charge de préparer des interfaces modèles à partir d’électrolytes solides denses puis de caractériser ces interfaces. Les matériaux utilisés étant sensibles à la présence d’eau et d’oxygène, les phases de mise en forme et de caractérisations seront intégralement réalisées en boite à gants. Cette caractérisation se fera par spectroscopie d’impédance électrochimique et par MEB-EDS.

Les compétences développées durant le stage seront le principalement la méthode de mise en forme des matériaux et la caractérisation électrochimique des interfaces par spectroscopie d’impédance électrochimique.

Qualifications : 

Master 2 en Electrochimie ou en chimie des matériaux.

• Connaissances linguistiques : Bonne maîtrise du français indispensable, anglais souhaitable.
• Autres compétences : Spectroscopie d’impédance, curiosité, rigueur. Des connaissances sur les batteries seraient un plus.

Localisation du doctorant : IFP Energies Nouvelles, Rond-point de l’échangeur de Solaize, 69360 Solaize, France.
Durée : 5.3 mois sur l'année 2022 (selon les périodes de stage de l'établissement d'enseignement).
Rémunération : 1 050 € brut /mois

Contact : Niki HALTTUNEN

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation et de formation dont la mission est de développer des technologies performantes, économiques, propres et durables dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. IFPEN possède une expertise de plus de 10 ans dans le domaine des batteries. Pour plus d’information, voir www.ifpen.fr.

IFPEN met à disposition de ses chercheurs un environnement de recherche stimulant, avec des équipements de laboratoire et des moyens de calcul très performants.

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