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) 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, claire.villevieille@grenoble-inp.fr, https://orcid.org/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, https://orcid.org/0000-0001-5591-9848
- Localisation du doctorant LEPMI, Grenoble, France
- Durée et date de début 3 ans, début 01/11/2023
- Employeur IFP Energies nouvelles, Lyon, France
- Qualifications Master en physique ou 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 aux encadrants indiqués ci-dessus.
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