Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Électrodes positives composites dans les batteries à l'état solide : influence du procédé de fabrication sur les performances électrochimiques
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le développement de batteries tout solide (SSBs) à haute densité énergétique et à faible coût est essentiel pour l'adoption à grande échelle des technologies de stockage d'énergie de nouvelle génération. Parmi les différents candidats pour la cathode, le LiFePO4 (LFP) et le LiFe1??Mn?PO4 (LFMP) offrent des avantages en termes de sécurité et de coût, mais présentent des tensions de fonctionnement faibles et une cinétique limitée comparées aux oxydes lamellaires riches en nickel tels que le LiNi0.85Mn0.05Co0.1O2 (NMC85). Afin d'équilibrer densité énergétique, puissance et stabilité, ce projet de thèse vise à développer des cathodes composites combinant LFMP et NMC85 dans des proportions optimisées pour des configurations tout solide utilisant des électrolytes à base de soufre (Li6PS5Cl). Nous examinerons l'influence des méthodes de fabrication - notamment la préparation des électrodes faites à partir d'encres et l'optimisation du couple liant-solvant - sur les performances électrochimiques et structurales obtenues. Des caractérisations approfondies operando et in situ (XRD, Raman et RMN) seront menées afin d'élucider la diffusion du lithium, les mécanismes de transition de phase et le comportement rédox au sein des systèmes composites. La spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) et des méthodes de titration permettront de quantifier la cinétique du lithium à différents états de charge. En corrélant les conditions de fabrication, la microstructure et le comportement électrochimique, ce projet vise à identifier les compositions de cathodes et les stratégies de fabrication optimales pour des SSBs performantes et industrialisables. Au global, le projet vise à fournir une compréhension complète des relations structure-propriété dans les cathodes composites, ouvrant la voie à des batteries tout solide pratiques offrant une sécurité, une stabilité et une rentabilité accrues.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
M2-Chimie/M2-Energie
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
GAUTHIER Magali < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL
01 69 08 45 30
Tuteur / Responsable de thèse
GAUTHIER Magali < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL
01 69 08 45 30
En savoir plus
https://iramis.cea.fr/en/nimbe/leel/pisp/magali-gauthier/
https://iramis.cea.fr/en/nimbe/leel/
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Électrodes positives composites dans les batteries à l'état solide : influence du procédé de fabrication sur les performances électrochimiques
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le développement de batteries tout solide (SSBs) à haute densité énergétique et à faible coût est essentiel pour l'adoption à grande échelle des technologies de stockage d'énergie de nouvelle génération. Parmi les différents candidats pour la cathode, le LiFePO4 (LFP) et le LiFe1??Mn?PO4 (LFMP) offrent des avantages en termes de sécurité et de coût, mais présentent des tensions de fonctionnement faibles et une cinétique limitée comparées aux oxydes lamellaires riches en nickel tels que le LiNi0.85Mn0.05Co0.1O2 (NMC85). Afin d'équilibrer densité énergétique, puissance et stabilité, ce projet de thèse vise à développer des cathodes composites combinant LFMP et NMC85 dans des proportions optimisées pour des configurations tout solide utilisant des électrolytes à base de soufre (Li6PS5Cl). Nous examinerons l'influence des méthodes de fabrication - notamment la préparation des électrodes faites à partir d'encres et l'optimisation du couple liant-solvant - sur les performances électrochimiques et structurales obtenues. Des caractérisations approfondies operando et in situ (XRD, Raman et RMN) seront menées afin d'élucider la diffusion du lithium, les mécanismes de transition de phase et le comportement rédox au sein des systèmes composites. La spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) et des méthodes de titration permettront de quantifier la cinétique du lithium à différents états de charge. En corrélant les conditions de fabrication, la microstructure et le comportement électrochimique, ce projet vise à identifier les compositions de cathodes et les stratégies de fabrication optimales pour des SSBs performantes et industrialisables. Au global, le projet vise à fournir une compréhension complète des relations structure-propriété dans les cathodes composites, ouvrant la voie à des batteries tout solide pratiques offrant une sécurité, une stabilité et une rentabilité accrues.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
M2-Chimie/M2-Energie
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
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CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL
01 69 08 45 30
Tuteur / Responsable de thèse
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CEA
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01 69 08 45 30
En savoir plus
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