Description du sujet de thèse

Les besoins en systèmes de stockage mobile et stationnaire sont appelés à fortement augmenter dans la décennie avec un marché de 2 500 GWh en 2030, soit quatre fois le marché actuel au niveau mondial. Actuellement, ce sont majoritairement des batteries Lithium-ion à électrolyte liquide qui sont exploitées. Mais ces batteries ne permettront pas d'atteindre les niveaux de performances attendues à moyen et plus longs termes. Pour atteindre les niveaux de performances attendus, il est donc indispensable de s'affranchir de l'utilisation d'électrolytes liquides et de développer des technologies de batterie Lithium « de rupture » dont les performances sont supérieures aux technologies actuelles. Une des solutions qui permet d'étendre les performances des batteries lithium est de n'utiliser que des composants solides. Ces batteries lithium dites « tout solide » devraient constituer d'un électrolyte solide à haut niveau de performance et de sécurité. C'est précisément dans ce contexte que s'inscrit le sujet de thèse dont l'objectif principal consistera à concevoir, préparer et caractériser des électrolytes polymères à haut niveau de performance.
Ce sujet de thèse s'inscrit dans le cadre du projet « ELIAS » financé par Bpifrance. Le consortium du projet est composé de six partenaires dont une grande entreprise (SAFT), deux PME (Polymerexpert et Ingecal) et trois laboratoires de recherche académique (CEA Liten, ICR de l'Université Aix-Marseille, et ICMMO de l'Université Paris Saclay).
Le programme de travail du doctorant sera consacré au développement d'électrolytes polymères à haut potentiel. Le premier volet de la thèse consistera en la préparation d'électrolytes polymères conducteurs des ions ayant les architectures et compositions contrôlées. Dans le deuxième volet, un travail de caractérisation physico-chimique approfondie des électrolytes polymères devra être mené pour établir la relation structures-propriétés.
Le profil de l'étudiant est la chimie et physicochimie de la matière molle assorti d'une solide expérience en chimie organique et d'une bonne maitrise des outils analytiques (RMN, IR, CES, DSC, ATG, …). Les connaissances en électrochimie seraient un atout. De plus, la personne choisie doit être motivée et dynamique, autonome au laboratoire et apte à présenter les résultats de ses travaux de recherche lors des réunions avec les différents partenaires du consortium.
Une bonne capacité d'organisation et du respect des engagements du candidat, un savoir-faire relationnel, ainsi qu'un esprit critique, seront particulièrement appréciés pour mener à bien ce projet.

Contexte de travail

Le travail de thèse sera mené à l'Institut de Chimie Radicalaire (ICR) dans l'équipe "Chimie Radicalaire Organique et Polymères de Spécialité" (CROPS). Le contrat de thèse sera réalisé sous la codirection des Dr Trang PHAN et Dr Didier GIGMES.
Les activités de recherches de l'équipe CROPS visent à développer des méthodologies de synthèse principalement basées sur la polymérisation radicalaire contrôlée (PRC) par les nitroxydes, pour l'obtention d'architectures macromoléculaires complexes. Situées à l'interface chimie radicalaire/polymères les études menées au CROPS concernent plus particulièrement la synthèse et la caractérisation de matériaux polymères aux propriétés spécifiques et trouvant des applications dans divers domaines tels que les additifs, l'environnement, la santé et l'énergie.

Contraintes et risques

Risques professionnels liés à un laboratoire de recherche chimique.