En utilisant ce site, vous acceptez que les cookies soient utilisés à des fins d'analyse et de pertinence     Oui, j'accepte  Non, je souhaite en savoir plus

L'INSTN a repris ses activités de formation continue en présentiel dans le respect des règles sanitaires et en distanciel, n'hésitez pas à nous contacter pour plus d'information Protocole sanitaire

Sujets de thèse
Filtrer par critères

DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0623

DOMAINE DE RECHERCHE
Nano-caractérisation avancée / Défis technologiques
INTITULÉ DU SUJET Français English

Étude des mécanismes d’intercalation du lithium dans les électrodes de batteries par (micro)diffraction de rayons X synchrotron operando

RÉSUMÉ DU SUJET

Le mécanisme d'intercalation, par lequel un intercalant est inséré de façon électro-chimiquement réversible entre deux plans d'un matériau hôte, est un aspect fondamental du fonctionnement des batteries. La majorité des matériaux d’anodes et de cathodes les plus utilisés actuellement (par ex. graphite et alliages d’oxydes de métaux de transitions pour la technologie Li-ion) ont une structure lamellaire permettant ainsi le stockage réversible d’ions (e.g. Li+, Na+, K+, Mg2+) ou de molécules entre leurs feuillets. Malgré le caractère universel du mécanisme et son importance pour un domaine de fort intérêt scientifique, industriel et sociétal tel que le stockage d’énergie, il reste de nombreux aspects à élucider. La compréhension de l’organisation locale feuillet/intercalant, son évolution en fonction de la concentration d'intercalant ainsi que la concentration locale d’intercalant en fonction de la position dans l’électrode et des paramètres extérieurs imposés (courant ou potentiel appliqué) sont des questions centrales pour pouvoir optimiser l’électrode et maitriser son vieillissement.

Dans cette thèse FOCUS, on se propose d’étudier comme matériau d’anode le graphite et comme matériau de cathode les alliages type nickel-manganèse-cobalt. La diffraction de rayons X synchrotron (rayons X durs) sera utilisée pour mesurer en condition d'opération l'état du matériau au cours du cyclage. La microfocalisation de ce même rayonnement sera utilisée pour mener conjointement une étude résolue spatialement à travers l'électrode, à confronter directement avec les résultats de simulations de type Newman. La thèse sera coordonnée avec d'autres travaux en parallèle, notamment de simulations type Cahn-Hilliard (modèle de phases) ou de mesures 3D (tomographie).

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

techniques grands instruments, électrochimie

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble
DEPHY
Centre : Grenoble
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/09/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Samuel TARDIF  

CEA
DRF/IRIG
CEA-Grenoble
17 rue des Martyrs
F-38054 GRENOBLE Cedex 9
France

Téléphone : +33 4 38 78 28 19

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Université Grenoble Alpes
Ecole Doctorale de Physique de Grenoble
DIRECTEUR DE THÈSE

Sandrine LYONNARD

CEA
DRF/INAC/SyMMES/STEP
CEA/Grenoble