Optimisation des interfaces électrode/électrolyte dans les batteries Li tout solide (H/F)

Sujet de thèse :
La batterie tout solide suscite régulièrement des annonces médiatiques de la part des fabricants de véhicules électriques. Des avancées notables ont été obtenues concernant les conducteurs ioniques inorganiques. Néanmoins, la complexité des interfaces impose de tempérer nos attentes. Cette thèse porte sur le dépôt d’une couche intermédiaire (principalement un oxyde acide) par différentes approches (sol-gel, dépôt en couches atomiques (ALD) ou pulvérisation) afin d’analyser et de caractériser l’expansion chimio-mécanique des électrodes lamellaires Li1-xMO2 à l’électrode positive. Du côté de l’électrode négative, le contact avec l’électrolyte entraîne également des difficultés d’interface, en particulier liées à la formation de dendrites, dont la croissance sera suivie par des mesures optiques in situ. Cette croissance trouve son origine dans une distribution non homogène des courants à la surface du lithium, elle-même due à une mouillabilité insuffisante des conducteurs ioniques. Pour pallier ces limites, nous explorerons le dépôt de couches minces de Al2O3, Li3PO4 ou encore de silicium, dans l’objectif d’améliorer la mouillabilité de surface. Ce projet, qui associe la mise en œuvre de dépôts de matériaux et la caractérisation avancée des interfaces, bénéficie de la complémentarité entre l’IEMN (Lille), spécialisé dans les techniques de dépôt, et le Collège de France (Paris), expert dans les analyses électrochimiques et l’assemblage des cellules.
Contexte :
Le laboratoire CSE possède une expertise dans le domaine des batteries, avec parmi ses principales réalisations la recherche de nouveaux mécanismes de réactivité du Li, la maîtrise des interfaces, l'assemblage de cellules, l'exploration d'autres chimies au-delà des Li-ion telles que les Na-ion et les batteries tout solide.
Ce poste s'inscrit dans le cadre du projet LIMASSE (LI MetAl Solid State battEries) d'une durée de 6 ans (référence 22 PEBA 0004) qui rassemble des équipes universitaires du CNRS et du CEA sous l'égide du PEPR France 2030 sur les batteries. 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
Profil du candidat : Diplôme d'ingénieur ou master en physique ou chimie. Le candidat doit avoir une forte aptitude pour l'expérimentation et être capable de s'adapter à des problèmes de différents domaines. La maîtrise de l'anglais est requises.