Description du sujet de thèse

Êtes-vous intéressé à travailler au sein d'une grande équipe collaborative pour faire progresser la conception de matériaux de stockage d'énergie de nouvelle génération ? Votre rôle consistera à caractériser et effectuer des mesures électrochimiques sur de nouveaux matériaux de cathodes préparés en utilisant la technique de niche du Frittage à Froid (Cold Sinter Processing, CSP), une technologie qui promet de révolutionner l’autonomie et la sécurité des véhicules électriques en permettant la production de nouveaux matériaux et dispositifs à faible coût énergétique.

Cette thèse aborde le défi des Batteries Tout Solide au Lithium (ASSLB) en développant de nouvelles électrodes hybrides de cathode à l'aide de la synthèse par CSP. Ces électrodes, fabriquées à partir de nouvelles compositions nanostructurées sans cobalt ni nickel, visent à surmonter les limitations des ASSLB et à promouvoir des méthodes de traitement durables. En augmentant la concentration de matériau céramique actif et en réduisant l'électrolyte polymère inactif, le CSP améliore la densité énergétique globale. Nous évaluerons également l'impact du choix et de la provenance des polymères sur la performance de ces matériaux, abordant des enjeux tels que le coût et la durabilité de la production de batteries. Avec une température et un temps de frittage réduits, le CSP offre une méthode plus économique et durable pour l'industrialisation des ASSLB. Ce projet s'appuie sur l'expertise de l’Institut Néel et de SyMMES, en se concentrant sur trois domaines principaux : la synthèse de nouveaux matériaux basés sur le CSP (Néel), l'évaluation de leurs performances dans des batteries (SyMMES), et la caractérisation avancée de la nanostructure (Néel, SyMMES). Nous utiliserons diverses techniques de caractérisation, y compris la Diffusion Totale et Diffusion aux Petits Angles des rayons X et neutrons (SAXS/SANS), complétées par des techniques d'imagerie 2D et 3D (par exemple, SAXS/WAXS-CT). Cette analyse complète est essentielle pour comprendre la relation entre les procédés, la structure, et les propriétés, et pour guider les futurs efforts de synthèse.

Compétences attendues :
• Ce projet convient aux étudiants en licence/master en chimie, génie chimique, chimie des matériaux, et ingénierie des matériaux.
• Expérience pratique en laboratoire de chimie.
• Une connaissance de la caractérisation électrochimique des matériaux de batterie est souhaitable.
• Une attitude pratique et de bonnes compétences organisationnelles sont essentielles.
• Intérêt pour la recherche de nouveaux matériaux et le stockage d'énergie.
• Expérience de travail dans une équipe multidisciplinaire.

Contexte de travail

Vous serez basé à l’Institut Néel et au laboratoire SyMMES (CEA) au sein du campus GIANT de Grenoble.
Le travail de recherche sera mené dans un riche environnement de recherche local et en forte interaction avec des collaborateurs internationaux. La recherche sera conduite dans l'équipe "Matériaux, Rayonnement, Structure" du département Physique Lumière Matière (PLUM).

L'Institut NÉEL est une Unité propre de recherche du CNRS (UPR2940) conventionnée avec l'Université Grenoble Alpes. Le laboratoire est rattaché au CNRS Physique. Il est situé à Grenoble, au cœur d'un environnement scientifique, industriel et culturel unique. C'est l'un des plus grands instituts de recherche français pour la recherche fondamentale en matière condensée, enrichi par des activités interdiscipinaires à l'interface de la chimie, ingénierie et biologie. Il emploie 450 personnes dont 175 chercheurs.

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

Il n'y a pas de contraintes particulières associées à ce poste.