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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0385

DOMAINE DE RECHERCHE
Chimie physique et électrochimie / Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Electrolytes solides composites pour batteries « tout solide » au sodium

RÉSUMÉ DU SUJET

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.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

master (ou équivalent) en science des matériaux

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie
Laboratoire d’étude des éléments légers
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2021
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Saïd Yagoubi  

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL
CEA Saclay
DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL
UMR 3685 CEA/CNRS
Bât.637
F-91191 Gif-sur-Yvette Cedex France

Téléphone : +33 1 69 08 42 24

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
DIRECTEUR DE THÈSE

Thibault CHARPENTIER

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM
Laboratoire de Structure et dynamique par Résonance Magnétique
DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM
CEA Saclay - Bât.125
F-91191 Gif-sur-Yvette Cedex France