Thèse

Les batteries aqueuses constituent une alternative plus écologique aux batteries Li-ion actuelles. Malheureusement, l’eau n’est thermodynamiquement stable que dans une fenêtre de potentiel très étroite de seulement 1,23 V, ce qui se traduit par une faible densité d’énergie. L’utilisation d’électrolytes aqueux concentrés (électrolytes aqueux Water-In-Salt (WISE)) permet d’augmenter considérablement la fenêtre de potentiel des batteries Li aqueuses, jusqu’à 3 V. Cependant, les batteries aqueuses basées sur des électrolytes WISE souffrent de plusieurs problèmes conduisant à des défaillances électrochimiques telles que l’autodécharge, l’évolution du pH, des réactions parasites et la formation d’interfaces instables. Il y a donc un fort besoin de comprendre la réactivité dans les électrolytes concentrés. Dans le cadre du projet ANR AQUABATT, nous aborderons ces questions en utilisant une approche globale combinant différentes techniques de caractérisation avancées. Le doctorant abordera ces limitations en fournissant une approche complète de la réactivité en fonction de la concentration en sel. L’étudiant combinera des mesures électrochimiques avec les spectroscopies infrarouge et RMN pour élucider la structure de solvatation des solutions. La nature de l’interface entre l’électrolyte et l’électrode et les mécanismes d’oxydoréduction dans les électrodes seront étudiés au moyen de la spectroscopie infrarouge synchrotron operando et de la spectroscopie d’absorption des rayons X operando (XAS) respectivement.