DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0385

Les batteries rechargeables au sodium métal tout-solide présentent un avantage considérable en terme de coût pour le stockage stationnaire à grande échelle et la mobilité électrique en raison de la très large disponibilité du sodium dans les océans. Cependant, les questions relatives à la sécurité causées par l'accroissement dendritique du Na pendant le cyclage restent à résoudre pour avoir une application pratique de cette technologie.

Les verrous à lever pour permettre le développement de cette technologie résident essentiellement dans la recherche de nouveaux électrolytes solides de très haute performance (conduction cationique proche du 1mS.cm-1 à température ambiante, nombre de transfert élevé, large fenêtre de stabilité électrochimique, stabilité thermique supérieure et suppression des dendrites). Dans les décennies passées, plusieurs genres d'électrolytes solides, tels que les polymères organiques et les céramiques inorganiques, ont été explorés. Ces électrolytes révèlent des avantages différents, mais leurs limitations intrinsèques entravent leur application pratique individuelle.

Une large part de cette thèse sera consacrée au développement des matériaux d’électrolytes solides composites qui peuvent afficher les avantages des polymères organiques et des céramiques inorganiques. La combinaison de techniques de caractérisation multi-échelle électrochimique, structurale, spectroscopique et analytique permettra d’approfondir la compréhension de la dynamique du sodium à travers les réseaux structurés de la batterie.

Mots clés : électrolyte solide, céramique, polymère, composite, batterie tout solide, interfaces, caractérisation multi-échelle de la dynamique de Na+, Na-dendrite, conductivité ionique, nombre de transfert, stabilité thermique, RMN du solide, DRX, EIS.

master (ou équivalent) en science des matériaux