Missions

Le recyclage des batteries lithium-ion (LIBs) constitue un défi majeur pour le développement de technologies énergétiques durables. L’un des principaux obstacles réside dans la présence de liants polymères, en particulier le poly(fluorure de vinylidène) (PVDF), qui complique les procédés de séparation tels que la flottation. Le liant PVDF, en plus de conduire à la formation d’agrégats denses agglomérés, confère des caractéristiques de surface similaires (hydrophobie) aux matériaux actifs (CAMs) et aux additifs conducteurs (AAMs), ce qui réduit l’efficacité de la séparation par flottation.

Pour répondre à cette problématique, le projet explore l’élimination des liants PVDF à l’aide de dioxyde de carbone supercritique (scCO₂) et de co-solvants. Ce procédé s’est avéré efficace pour la délamination des composants d’électrode par dissolution du liant, tout en préservant la morphologie et la structure des matériaux récupérés. Des résultats antérieurs obtenus à l’ICMCB ont démontré la faisabilité de cette approche sur des électrodes modèles, avec une récupération de haute qualité à la fois du CAM et du PVDF, potentiellement adaptés à une réutilisation directe (N. Hayagan et al. ACS Sustainable Chem. Eng. 2025, 13, 1, 105–118). Cependant, le traitement de batteries en fin de vie et de « black mass » industrielle introduit des défis supplémentaires en raison des propriétés modifiées du PVDF après utilisation et selon l’historique de cyclage.

Activités

La personne recrutée aura pour missions :
• Effectuer un travail de veille bibliographique afin de se tenir informée des procédés de pointe actuels pour le retrait des liants.
• Concevoir et réaliser des expériences de retrait du PVDF à partir de black mass en utilisant du CO₂ sous pression avec des co-solvants.
• Optimiser les paramètres de procédé (pression, température, temps, mélanges de solvants, etc.) afin de garantir une élimination efficace du liant.
• Caractériser les matériaux récupérés pour évaluer leur aptitude à la réutilisation (analyses structurales, morphologiques et chimiques).
• Fournir des échantillons dépourvus de PVDF pour les expériences de flottation réalisées par GeoRessources.
• Interagir avec les partenaires du consortium dans le cadre du projet SYNERGIE.

Compétences

• Doctorat en chimie, génie des procédés, science des matériaux ou domaine apparenté.
• Solides compétences en fluides supercritiques, mise en œuvre des polymères ou recyclage des matériaux.
• Expérience en conception expérimentale, optimisation de procédés et techniques de caractérisation des matériaux (XRD, SEM, TGA, etc.).
• Motivation pour travailler dans un environnement de recherche collaboratif avec des partenaires académiques et industriels.
• Bonnes capacités de communication et de rédaction en anglais (le français est un atout mais n’est pas obligatoire).

Contexte de travail

Créé en 1995, l'Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB) focalise ses recherches sur la Chimie du Solide, la Science des Matériaux et la Chimie et Procédés: concevoir, préparer, mettre en forme et caractériser les matériaux pour découvrir, maîtriser et optimiser des fonctions spécifiques. L'ICMCB réalise des recherches fondamentales sur des matériaux modèles et/ou susceptibles d'avoir des applications.
L'ICMCB est une UMR composée de 280 agents en moyenne (permanents et non-permanents), avec 3 tutelles, hébergée par le CNRS et en ZRR totale.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que l’arrivée de l’agent soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Travailler avec des procédés sous pression et en température