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Défis technologiques >> Stockage électrochimique d’énergie dont les batteries pour la transition énergétique
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Batteries lithium/soufre "tout-solide" à électrolyte sulfure

Département de l'Electricité et de l'Hydrogène pour les Transports (LITEN)

Laboratoire Prototypage et Procédés Composants

Docteur science des maériaux, électrochimie

01-09-2021

PsD-DRT-21-0075

celine.barchasz@cea.fr

Stockage électrochimique d'énergie dont les batteries pour la transition énergétique (.pdf)

Les batteries lithium-ion ont atteint un niveau de maturité et de performances élevé. Néanmoins, leur niveau de performances ne pourra pas dépasser un certain seuil fixé par le choix des matériaux d'électrode. Pour aller au-delà des technologies lithium-ion, et développer des batteries lithium de plus hautes densités, l'une des stratégies sérieuses consiste à remplacer l'électrode négative de graphite par le matériau d'anode ultime, le lithium métal. Cependant, l'utilisation de lithium métal s'accompagne d'inconvénients liés à son fonctionnement particulier (faible cyclabilité, formation de dendrites). Ces problématiques peuvent être contournées grâce à l'utilisation d'électrolytes solides, notamment à base de sulfures. L'objectif du post doctorat est le développement d'accumulateurs Lithium/Soufre (Li/S) tout solide, mettant en ?uvre un électrolyte sulfure. Cette famille d'électrolyte solide présente des conductivités comparables aux électrolytes liquides à température ambiante, tandis que leur mise en forme peut se faire à des températures modérées en raison de leur caractère ductile. L'utilisation d'une cathode de soufre, fonctionnant à un potentiel bien inférieur aux matériaux de cathode standards, devrait permettre de réduire les problématiques d'oxydation de l'électrolyte solide à haute tension. En outre, le soufre élémentaire est un matériau d'électrode positive abondant, non toxique, non critique et peu couteux. L'objectif de ce post doctorat est de s'appuyer sur l'ensemble des connaissances actuelles sur les thématiques Li/S liquide et électrolytes solides sulfures, de manière à réaliser une preuve de concept de ce système solide haute énergie sur une cellule de quelques Ah.

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