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PERSEE 01 - (poste pourvu) Synthèse, caractérisations et évaluation de nouveaux matériaux d'anode de batterie au lithium

PERSEE 01 - (poste pourvu) Synthèse, caractérisations et évaluation de nouveaux matériaux d'anode de batterie au lithium

Proposition de thèse

SpécialitéEnergétique et Procédés
Ecole doctoraleSMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur
Directeur de thèseBERTHON-FABRY Sandrine
Unité de rechercheEnergétique et Procédés
ContactSandrine Berthon-Fabry
Site Webhttp://www.persee.mines-paristech.fr
Mots-clésElectrode, Batterie au lithium
RésuméLe laboratoire propose un sujet de thèse CIFRE (SAFRAN) consistant à élaborer et à évaluer de nouveaux matériaux d'anode de batterie au lithium répondant aux exigences de l'application aéronautique. Cette thèse sera co-encadrée par l'ICCF (Université Clermont Auvergne) qui apportera son expertise dans le domaine de la modification de surface et des caractérisations physico chimiques et électrochimiques. Les travaux seront effectués majoritairement sur les 2 sites (Sophia Antipolis (06) et Clermont Ferrand (63)) et ponctuellement sur le site parisien de Safran (78).
Objectifs scientifiques généraux :
1. élaboration et caractérisation de nouveaux matériaux composites d'anode de batterie répondant en termes de durabilité et de performances aux cahiers des charges de l'application aéronautique
2. évaluation des performances de ces matériaux mis en œuvre en demi-pile puis en batterie complète.
Approche – Méthodes :
Les actions viseront :
1. à réaliser des matériaux nanostructurés hybrides d'anode (carbone/inorganique) traités en surface
2. à optimiser les procédés d'élaboration
3. à adapter l'électrolyte à cet état de surface afin d'améliorer les performances et de limiter sa dégradation au cours du cyclage
4. à évaluer et valider les solutions retenues en termes de performances et de durabilité.
Résultats attendus :
1. Maîtrise des étapes de synthèse de l'électrode
2. Compréhension de l'influence des paramètres de synthèse sur les caractéristiques physico-chimiques, électrochimiques et durabilité du matériau final.
ContexteLe contexte environnemental et économique actuel nous conduit à rechercher de nouveaux dispositifs industriels propres, fiables, de hauts rendements énergétiques. En fonction de l'application et des contraintes techniques (poids, encombrement, durabilité…) divers systèmes sont employés mais des verrous technologiques restent à lever. Depuis plus de 20 ans le groupe MATPRO du centre PERSEE/Mines ParisTech étudie les matériaux nanostructurés - aussi bien minéraux qu'organiques, pyrolysés ou non - pour applications dans les domaines du stockage et de la conversion de l'énergie et conduit des travaux de recherche non seulement sur les matériaux et leurs caractérisations (tant physico chimiques qu'électrochimiques( mais aussi sur les dispositifs et les procédés afin de répondre à ces verrous technologiques.
EncadrementDr Katia Guérin (maitre de conférence), ICCF Université Clermont Auvergne (50%)
Domaine(s)301' 'Chimie des matériaux','504' 'Physique et science des matériaux', '1004' 'Energétique thermique combustion'
Profil candidatIngénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais. Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.
Fortes compétences en chimie et en science des matériaux et, si possible, en électrochimie. Très bonne maitrise de l'anglais

Pour postuler, transmettre à sandrine.berthon-fabry@mines-paristech.fr :
- 1 CV
- 1 lettre de motivation
- Coordonnées d'un ou deux référents
RéférencesPoizot, P.; Laruelle, S.; Grugeon, S.; Dupont, L.; Tarascon, J.-M. Nano-Sized Transition Metal Oxides as Negative Electrode Material for Lithium-Ion Batteries. Nature 2000, 407, 496–499.
Li, X.; He, X.; Xu, Y.; Huang, L.; Li, J.; Sun, S.; Zhao, J. Superiority of the Bi-Phasic Mixture of a Tin-Based Alloy Nano-composite as the Anode for Lithium-Ion Batteries. J. Mater. Chem. A 2015,3(7), 3794-3800.
Type financementConvention CIFRE

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