Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : synthèse, batterie
Unité d’accueil : NIMBE / LEDNA
Résumé
L’intégration d’une électrode de référence dans un accumulateur permet de mesurer le potentiel électrochimique d’une électrode donnée sans influencer le fonctionnement de la batterie. Cette mesure du potentiel permet de comprendre les mécanismes de vieillissement de la batterie et donc d’optimiser les performances de ces dernières. Le but de ce projet de recherche en Master 2 est de synthétiser les matériaux d’électrodes susceptibles d’être utilisés dans les batteries Na-ion.
Sujet détaillé
Face à la demande croissante en stockage mobile d’énergie et en particulier dans le secteur de l’automobile, les recherches s’orientent à la fois vers de nouvelles technologies de batteries offrant de nouvelles perspectives en matière de capacité de stockage et de sécurité, mais aussi à des mesures de diagnostic permettant de déceler les mécanismes de vieillissement des batteries. Dans ce contexte, Il est particulièrement intéressant de développer des matériaux d’électrodes de référence pour les batteries Na-ion.
Le laboratoire des Édifices Nanométriques du service NIMBE est spécialiste de la synthèse de différents types de nanomatériaux pour répondre aux défis sociétaux des secteurs de l’énergie, de l’environnement ou encore de la santé. Dans le cadre de ses activités de recherche, le laboratoire développe plusieurs méthodes de synthèse permettant d’obtenir des nanoparticules à façon (contrôle de la composition chimique, de la taille et de la morphologie des nanoparticules). Dans le cadre de ce projet, un travail d’analyse de l’état de l’art sera fait pour déterminer les matériaux pertinents pour l’application. Ceux-ci seront synthétisé par différents procédés tels que des voies de synthèses comme les synthèses solvothermale assistées par micro-ondes sous air ou sous atmosphère inerte.
Les matériaux synthétisés seront finement caractérisés : des techniques classiques telles que la diffraction des rayons X sur poudre (structure cristallographique), des analyses SEM (taille des particules et morphologie). Des mesures par voltamètrie cyclique compléteront ce panel pour étudier les propriétés électrochimiques ces matériaux. Les matériaux présentant les meilleures propriétés seront mis en œuvre par les partenaires du projet comme matériau actif pour la réalisation d’électrode de référence et testés électro-chimiquement.
Ce projet est en collaboration avec plusieurs partenaires possédant des expertises complémentaires notamment en instrumentation de cellules électrochimiques ou encore en caractérisation post-mortem des batteries (CEA/LITEN à Grenoble). Des réunions entre les différents partenaires auront lieu pendant le déroulement du stage.
Références :
[1] L. Baggetto, et al., J. Phys. Chem. C, 118 (2014), pp. 7856-7864
[2] L. Baggetto et al., Electrochem. Commun. 2013, 34, 41– 44
[3] Y. Zhu, et al., Nanoscale, 5 (2013), pp. 780-787
[4] Z. Jian, et al. Electrochem. Commun., 14 (2012) 86-89.
[5] X. Zhang, et al. Nanoscale, 2019, 11, 2556.
[6] T. Akçay, et al., ACS Applied Energy Materials 2021 4 (11), 12688-12695
Lieu du stage
CEA-Saclay, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Non
- Date limite de candidature : 5 janvier 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
Synthèse inorganique (par micro-onde, par voie sol-gel, par combustion), DRX, MEB, IR, BET, électrochimie
Langages informatiques et logiciels :
Suite Office 2021, Origin
Liens utiles
Site web du laboratoire : https://iramis.cea.fr/en/nimbe/ledna/
Responsable du stage
Suzy SURBLE
Tél. : 01 69 08 69 16
Email :
Responsable NIMBE / LEDNA
Suzy SURBLE
Tél. : 01 69 08 69 16