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Défis technologiques >> Stockage électrochimique d’énergie dont les batteries pour la transition énergétique
2 proposition(s).

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Synthèse et caractérisation d'électrolytes solides polymères pour les batteries lithium

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

Laboratoire Matériaux

PhD in material chemistry, polymer materials, organic synthesis and energy related sciences

01-02-2020

PsD-DRT-20-0052

laurent.bernard3@cea.fr

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

Le LITEN est l'un des plus grands centres de recherche européens dans le domaine des nouvelles technologies énergétiques. Les activités de recherche du LITEN se concentrent sur les énergies renouvelables, sur l'efficacité énergétique et sur les matériaux à haute performance énergétique. Notre département se concentre sur le développement de batteries lithium-ion pour améliorer simultanément leur densité d'énergie et leur sécurité. Les électrolytes liquides utilisés dans les batteries actuelles sont destinés à être remplacés par des électrolytes à l'état solide pour atteindre ces objectifs. Le candidat sélectionné travaillera sur des matériaux organiques brevetés et exclusifs conçus pour répondre à toutes les exigences des électrolytes à l'état solide. Il/elle sera chargé(e) de synthétiser de nouvelles structures organiques et polymères. Certaines étapes de la synthèse/procédé seront réalisées dans des conditions anhydres (c'est-à-dire boîte à gants ou salle anhydre). Le post-doc sera chargé de caractériser ces matériaux en termes de structure (RMN, FT-IR, HPLC-MS..), de nanostructure (SAXS, POM, XRD, GI-SAXS), de propriétés physiques (DSC, TGA, rhéologie) et de propriétés électrochimiques (EIS, cycle, mesures de la fenêtre de stabilité électrochimique). Il sera en contact avec différents experts en batteries et en grands instruments. Le projet fait partie d'un projet ANR avec plusieurs partenaires, dédié à la compréhension fondamentale de la diffusion/du transport des ions dans les électrolytes polymères au moyen d'une méthodologie multi-échelle et multi-technique. De solides et bonnes compétences en matière de communication (rapports et orales) sont attendues.

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Sulfures lamellaires 'Li-rich' à forte capacité pour batteries tout-solide

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

Laboratoire Matériaux

Thèse en physico-chimie des matériaux inorganiques, idéalement dans le domaine des batteries au lithium

01-01-2020

PsD-DRT-19-0101

frederic.lecras@cea.fr

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

L'objectif de ce post-doc est d'étudier une nouvelle famille de matériaux d'intercalation du Li+ à forte capacité spécifique de type Li[LixTi1-x]S2 (LTS) et d'évaluer leur performances dans des accumulateurs au lithium à électrolyte solide de type Li2S-P2S5 (LPS). Des travaux préliminaires ont permis de mettre en évidence que ces matériaux sont isotypes des oxydes lamellaires 'Li-rich' Li2MnO3-LiMO2 (M=Ni, Co,...), que de manière similaire la désintercalation du lithium met en jeu des processus redox impliquant à la fois le métal de transition et l'anion, qu'il présentent un phénomène d'activation et que la capacité réversible obtenue à ce stade dépasse les 265 mAh/g (pour une capacité théorique maximale de 340 mAh/g). L'enjeu de ce travail sera d'une part de parvenir à comprendre et optimiser le matériau LTS de manière à se rapprocher des performances théoriquement accessibles (par le biais de modifications de composition et de morphologie notamment), et d'autre part à intégrer et à étudier le comportement de ces matériaux dans des accumulateurs tout-solide (évolution structurale LTS, interfaces LTS/LPS, cohésion du système). Pour ce faire, différentes techniques de synthèse/mise en ?uvre des matériaux, et de caractérisation structurale (DRX, XPS, Raman, RPE, (XAS,EXAFS)...), chimique (Nanosonde Auger, ToF-SIMS, ICP...), électrochimique (Volt/Ampérométrie, EIS) des matériaux composants et interfaces seront utilisées. La première phase de ce travail (6-8 mois) sera réalisée à l'ICMCB (Bordeaux) et la seconde phase, dédiée davantage à la mise en ?uvre des composant,s au CEA (Grenoble), ceci de manière à tirer le meilleur parti de la spécificité des 2 sites.

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