Wet chemistry for the synthesis of thiophosphate electrolytes towards all solid-state batteries

IFP Energies nouvelles - Lyon

Stage Sciences des Matériaux Rhône entre février et juillet 2023 de 5 à 6 mois


IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

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.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Wet chemistry for the synthesis of thiophosphate electrolytes towards all solid-state batteries

Nowadays, solid electrolytes are considered as a key to the development of next generation batteries. Polymers and inorganics are two types of lithium conducting solid electrolytes which have been widely studied but their performances are still limited. A promising route to reach efficient electrolytes is to combine inorganic nanoparticles with a polymer within a hybrid electrolyte.

Among the different inorganic materials available, the thiophosphate family (Li3PS4, Li6PS5X with X= Cl, Br,I) exhibits high ionic conductivities. However, such materials are mostly obtained by solid state synthesis resulting in aggregated micrometric particles. Moreover, although some wet chemical syntheses have been recently reported, the ability to control the size, morphology and to prevent the aggregation has not been exploited yet.

Description

A new wet chemical synthesis method is currently being developed in our group. The objective of this 6 months internship is to optimize the synthesis in order to control the size, morphology and aggregation of the particles while preserving a high ionic conductivity. Therefore, the objective of the internship is to carry out wet syntheses of thiophosphates and to study the impact of various parameters (temperature, solvent, concentration, etc.) on the particles formed.

Techniques used:

  • Synthesis: glove box, vacuum line, standard solution chemistry glassware
  • Characterizations: XRD, Raman spectroscopy, NMR, SEM and Electrochemical Impedance Spectroscopy

Desired profile

Master 2 in Materials Sciences or Chemistry, Experience in glove box


(PDF - Max : 5 Mo)
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