Doctorant en Nanocharacterization par traçage isotopique du lithium pour batteries Li-ion (H/F)
Nouveau
- CDD Doctorant
- 36 mois
- BAC+5
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Cette offre est ouverte aux personnes disposant d’un titre leur reconnaissant la qualité de travailleur handicapé ou travailleuse handicapée.
L'offre en un coup d'oeil
L'unité
Institut des matériaux de Nantes Jean Rouxel
Type de Contrat
CDD Doctorant
Temps de Travail
Complet
Lieu de Travail
44322 NANTES
Durée du contrat
36 mois
Date d'Embauche
01/04/2027
Rémuneration
La rémunération est de 2300,00 € brut mensuel
Postuler Date limite de candidature : jeudi 5 novembre 2026 23:59
Description du Poste
Sujet De Thèse
Grâce à leurs densités d'énergie très élevées et à leur longue durée de vie, les batteries lithium-ion (Li-ion) constituent l'une des technologies de stockage d'énergie les plus prometteuses. Le développement d'applications telles que les véhicules électriques ou les réseaux électriques intelligents exige des densités d'énergie accrues et le maintien des capacités au cyclage, tout en imposant des exigences de sécurité renforcées.
Parmi les matériaux candidats pour l'électrode négative, le silicium représente l'une des alternatives les plus intéressantes au graphite en raison de son abondance naturelle et de sa densité d'énergie élevée (3579 mAh/g contre 372 mAh/g pour le graphite). Depuis une dizaine d'années, le silicium fait l'objet d'un nombre croissant d'études. Des travaux antérieurs ont mis en évidence une dégradation continue et incontrôlée de l'électrolyte liquide à la surface des particules de silicium ; ce phénomène joue un rôle majeur dans les mécanismes de défaillance et est responsable de la fin de vie de la batterie. Il apparaît donc nécessaire de comprendre et de maîtriser les réactions parasites qui dégradent le sel et les solvants de l'électrolyte, ainsi que la composition de la couche de passivation formée en surface, afin d'optimiser le comportement des batteries.
La thèse proposée s'inscrit dans le cadre du projet ANR CALISToM, en collaboration avec le CEA-LITEN (Grenoble) et le LIST (Luxembourg). Ces travaux de thèse viseront à caractériser la dynamique de formation et d'évolution des couches de passivation en suivant la mobilité et le piégeage des ions Li, dans le cas de silicium cyclé au sein de demi-cellules et de cellules complètes. L'impact de la pré-lithiation du silicium sur l'évolution de la couche de passivation et sur les performances électrochimiques sera ensuite évalué pour des cellules complètes silicium/NMC. L'objectif principal de cette thèse sera de combiner différentes techniques de caractérisation (RMN-MAS, mais aussi XPS, mesures d'impédance, microscopie et mesures électrochimiques) afin d'obtenir des informations à la fois qualitatives et quantitatives sur la composition chimique et les propriétés physico-chimiques de la couche de passivation. Les recherches proposées visent à développer et à mettre en œuvre une méthodologie fondée sur des techniques de RMN du solide (7Li et 6Li) et sur le traçage du lithium, afin de mieux comprendre sa mobilité au sein de l'interface couche de passivation/matériau d'électrode et d'étudier son piégeage grâce à une description détaillée du phénomène. Des analyses par spectroscopie XPS et SIMS ainsi que par profilométrie seront réalisées sur la surface des électrodes afin d'obtenir des informations complémentaires sur la structure chimique de la couche de passivation. En particulier, la technique SIMS à haute résolution sera mise en œuvre tant en surface des échantillons que sur des coupes transversales (réalisées par FIB in situ), afin de caractériser le rapport isotopique du lithium dans différentes zones des électrodes analysées. Cela permettra de mieux comprendre le mécanisme de défaillance des électrodes à base de silicium pour batteries au lithium cyclées en configuration de cellule complète.
Votre Environnement de Travail
Les travaux de recherche se dérouleront à l'IMN (Nantes, https://www.cnrs-imn.fr/) pendant 18 mois, puis au CEA-LITEN (Grenoble) durant la seconde moitié de la thèse. De courts séjours au LIST sont également prévus. L'étudiant pourra se former et travailler avec les techniques suivantes : préparation et cyclage d'électrodes, mesures électrochimiques, RMN (liquide et MAS), XPS, SIMS et MEB.
Contraintes et risques
Les travaux de recherche se dérouleront à l'IMN (Nantes, https://www.cnrs-imn.fr/) pendant 18 mois, puis au CEA-LITEN (Grenoble) durant la seconde moitié de la thèse.
Aucune autre contrainte ou risque identifié.
Rémunération et avantages
Rémunération
La rémunération est de 2300,00 € brut mensuel
Congés et RTT annuels
44 jours
Pratique et Indemnisation du TT
Pratique et indemnisation du TT
Transport
Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€
À propos de l’offre
| Référence de l’offre | UMR6502-NICDUP-003 |
|---|---|
| Section(s) CN / Domaine de recherche | Chimie des matériaux, nanomatériaux et procédés |
À propos du CNRS
Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.
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