Etude des mécanismes de réduction et d'oxydation du soufre dans les batteries lithium-soufre en présence de sulfures de métaux de transition

Statut
à pourvoir
Direction de recherche
Lieu

Cette thèse a pour but de faire le lien entre la structure et la réactivité des sulfures de métaux de transition au sein des batteries lithium-soufre. Les batteries lithium-soufre ont des atouts en théorie très importants (énergie spécifique trois fois plus élevée que les batteries lithium-ion, faible coût et faible toxicité) mais sont néanmoins pénalisées par des limitations. Parmi elles, un effet navette des polysulfures de lithium à courte chaine, des espèces intermédiaires, entraine une autodécharge et une forte perte de capacité. Les sulfures de métaux de transition comme le MoS2 sont connus dans littérature pour piéger et catalyser la transformation de ces polysulfures. Cependant, les détails des mécanismes de leur transformation ou la structure optimale des sulfures de métaux de transition pour cette application ne sont que très peu étudiés.
Cette thèse se propose de :
•    Synthétiser des sulfures de métaux de transition de structure variable ;
•    Incorporer ces sulfures de métaux dans des électrodes positives qui seront montées en pile bouton ;
•    Caractériser par méthodes électrochimiques et en post-mortem ces piles ;
•    Insérer ces matériaux dans des cellules de mesures operando pour leur caractérisation aux grands instruments (source synchrotron et neutrons) ;
•    Rassembler les résultats de caractérisation pour faire un lien entre la réactivité et la structure des sulfures métaux de transition.

Ce sujet de recherche pluridisciplinaire se déroulera dans le cadre d’une collaboration entre IFPEN (Solaize), le CEA SyMMES (Grenoble) et le laboratoire LEPMI (Grenoble). 

Mots clefs: Batterie lithium soufre, électrochimie, grands instruments, sulfure de métaux de transition.

  • Directeur de thèse    Dr VILLEVIEILLE Claire, Laboratoire d'Electrochimie et de Physicochimie des Matériaux et des Interfaces, ORCID 0000-0001-8782-4800
  • Ecole doctorale    ED510 I-MEP2 Grenoble Ingénierie - Matériaux, Mécanique, Environnement Energétique, Procédés, Production
  • Encadrant IFPEN    Dr SORBIER Loïc, Département Caractérisation des Matériaux, loic.sorbier@ifpen.fr, ORCID 0000-0001-5591-9848
  • Localisation du doctorant    LEPMI, Grenoble, France
  • Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2022
  • Employeur    IFP Energies nouvelles, Lyon, France
  • Qualifications    Master en génie des matériaux
  • Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du français indispensable, anglais souhaitable
  • Autres qualifications    Connaissances en électrochimie et programmation (Python)

Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV à l’encadrant IFPEN indiqué ci-dessus.

Contact
Encadrant IFPEN 
 Dr SORBIER Loïc
Département Caractérisation des Matériaux
A propos d' IFP Energies nouvelles

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation et de formation dont la mission est de développer des technologies performantes, économiques, propres et durables dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Pour plus d’information, voir notre site web. 
Outre une politique salariale et de couverture sociale compétitive, IFPEN propose à tous les doctorants de participer à des séminaires et des formations qui leur sont dédiés. Pour plus d’information, merci de consulter nos pages web dédiées.