Informations générales
Intitulé de l'offre : Approche Multimodale pour l'Etude des Phénomènes Dynamiques à l'origine des dégradations dans les cathodes Lix(NiMn)yO2 de Batteries Li-ion (MultiVision-Bat) (H/F obligatoire)
Référence : UMR7314-ARNDEM-007
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : AMIENS
Date de publication : mardi 16 mai 2023
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 2 octobre 2023
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel
Section(s) CN : Chimie des matériaux, nanomatériaux et procédés
Description du sujet de thèse
Lors des cycles en charge et décharge des batteries Li-ion, les matériaux d'électrode subissent des transformations chimiques et mécaniques qui sont à l'origine de dégradations induisant des pertes en capacité et des risques plus important de dysfonctionnement. Ces transformations apparaissent à différentes échelles dans les électrodes mais c'est à l'échelle des cristaux primaires, là où les ions lithium s'insèrent et diffusent, que les premiers phénomènes prennent naissance. Il est donc crucial d'étudier la dynamique de lithiation dans ces grains primaires. Pour cela nous proposons ici une approche multimodale basée sur l'utilisation d'outils et de méthodologies de caractérisation in situ permettant de suivre en temps-réel le cyclage électrochimique à l'échelle nanométrique des cristaux primaires. Il s'agira de suivre, d'une part, l'évolution des propriétés cristallographiques via les nouvelles techniques de diffraction électroniques en TEM (4DSTEM et 3DED) et d'autre part, les modifications des degrés d'oxydation des métaux de transition impliqués dans la lithiation via l'absorption des rayons X (STXM) en synchrotron (SOLEIL). Nos 2 cellules in situ électrochimiques nous permettront d'étudier les mêmes échantillons en mode corrélatif débouchant sur des cartes complémentaires des propriétés structurales et chimiques. L'utilisation d'autres techniques dans le TEM, comme l'imagerie STEM corrigée des aberrations, ainsi que les spectroscopies EDX et EELS, apportera une vision globale multi-échelle des mécanismes de dégradation de LiMnNiOx. Un accent particulier sera porté sur le traitement des données spectrales et de diffraction par des méthodes récentes d'intelligence artificielle, comme l'apprentissage profond avec les « Variational AutoEncoder (VAE) ».
Contexte de travail
Ce travail sera réalisé dans le laboratoire LRCS et le réseau RS2E mais aussi il sera en collaboration avec l'ICMCB de Bordeaux, le synchrotron SOLEIL (Saclay-Paris) et MATEIS de Lyon.
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
utilisation d'instruments comme le TEM et le synchrotron