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Thèse sur les batteries Li-ion : augmentation de la durée de vie et de la fiabilité H/F

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : jeudi 25 avril 2024

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Thèse sur les batteries Li-ion : augmentation de la durée de vie et de la fiabilité H/F
Référence : UMR5254-PASROC-002
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : PAU
Date de publication : jeudi 4 avril 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135 € brut mensuel
Section(s) CN : Chimie des matériaux, nanomatériaux et procédés

Description du sujet de thèse

Contexte scientifique :
Les accumulateurs lithium-ion ont permis le développement de l'électronique portable et du véhicule électrique, en raison de la quantité d'énergie qu'ils sont capables de stocker pour un poids et un volume réduits. Le formidable succès de ces systèmes et le développement de nouvelles applications à grande échelle (stockage des énergies renouvelables, objets connectés, ...) requièrent des améliorations constantes. En particulier, il est nécessaire de réduire l'empreinte carbone et le coût de cette technologie pour un développement à grande échelle dans les années futures. Ces améliorations passent par l'augmentation de la durée de vie et de la fiabilité des batteries Li-ion.

Objectifs :
Le sujet de thèse proposé vise à augmenter la durée de vie, la sécurité et la fiabilité des batteries en intégrant des fonctions et composants intelligents pour limiter les réactions secondaires ou réparer sélectivement les éléments défaillants, comme de nouveaux liants fonctionnels avec des propriétés élastomères et d'auto-réparation, ou des séparateurs contenant des fonctions de piégeage/complexantes pour fixer les métaux dissous.

Programme de travail :
Le doctorant apprendra l'électrochimie des solides, l’élaboration de batteries Li-ion, leur caractérisation électrochimique, et consacrera une grande partie de son temps de recherche à étudier les phénomènes ayant lieu aux interfaces électrode/électrolyte dans un souci de compréhension et description des mécanismes. Les interfaces entre les matériaux d'électrodes et les électrolytes sont en effet le point clé dans le développement de nouvelles technologies de batteries car c'est là que se produisent un grand nombre de phénomènes limitants (réactions parasites, augmentation d'impédance, etc.) qu'il est indispensable de maîtriser.
Le doctorant aura à sa disposition les outils de caractérisation suivants :
- Méthodes de caractérisation électrochimique: cyclage galvanostatique, voltamétrie cyclique (CV), spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS)
- Méthodes de caractérisation des surfaces et interfaces: spectroscopie de photoélectrons (XPS), spectroscopie d’électrons Auger (AES), spectrométrie de masse d'ions secondaires à temps de vol (ToF-SIMS)

Contexte de travail

Cette thèse fera l'objet d'une étroite collaboration entre deux laboratoires de recherche membres du Réseau Français sur le Stockage Electrochimique de l'Energie (RS2E http://www.energie-rs2e.com/fr/page/rs2e-ses-acteurs) : l'IPREM (Institut des Sciences Analytiques et de Physicochimie pour l'Environnement et les Matériaux, Université de Pau et des Pays de l'Adour, https://iprem.univ-pau.fr) et le LCMCP (Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris, Sorbonne Université, https://lcmcp.upmc.fr). Des interactions avec les laboratoires SyMMES (Systèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l'Énergie et la Santé, Université Grenoble-Alpes, https://www.symmes.fr) et LPPI (Laboratoire de Physicochimie des Polymères et des Interfaces, Université de Cergy, https://lppi.cyu.fr) sont également prévues dans le projet.
L’IPREM (Institut des sciences analytiques et de physico-chimie de l'environnement et des matériaux) possède une expertise reconnue internationalement dans le domaine des surfaces des matériaux et des interfaces électrode/électrolyte dans les batteries Li-ion, les microbatteries, et les batteries "post Li-ion": Li-Soufre, Sodium-ion, Potassium-ion, batteries organiques, tout-solide, etc. Le laboratoire possède une plateforme expérimentale de tout premier plan au niveau international dans cette spécialité. Il est membre actif des réseaux de recherche français (RS2E) et européen (Alistore) de recherche sur le stockage électrochimique de l’énergie.
Le doctorant sera basé principalement à Pau, avec des campagnes d'expériences ponctuelles à Paris.


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.

Informations complémentaires

Le candidat titulaire d'un master devra avoir acquis au cours de sa formation de solides connaissances en chimie des matériaux (organiques ou inorganiques). Des connaissances en électrochimie et en science des surfaces seront fortement appréciées.
L'esprit d'initiative et la capacité de synthèse et de rédaction (français/anglais) seront des éléments déterminants.

Critères d’évaluation de la candidature :
- La motivation, la maturité scientifique et la curiosité du candidat.
- Ses connaissances en chimie des matériaux, en électrochimie.
- Ses notes et son classement en M1 et en M2.
- Maîtrise de l’anglais.
- Envoyer par email un dossier de candidature comprenant:
- CV
- lettre de motivation
- relevé de notes et classement en Master
- lettres de recommandation
- coordonnées de minimum deux personnes du milieu professionnel à contacter