Stage Bac+5 Tortuosité d'Électrodes Li-Ion H/F - 38

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au coeur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

- La conscience des responsabilités
- La coopération
- La curiositéNous rejoindre, pour faire quoi?
Ce stage porte sur les batteries Li-ion avec des densités d'énergie tellement élevées que la cellule subit une sorte de respiration lors des cycles de charge et de décharge. Lors de la lithiation du lithium avec le matériau actif, un gonflement énorme apparaît avec des prises en volume jusqu'à un facteur 3. Ces variations volumiques des particules au sein de l'électrode vont générer de profondes modifications des propriétés physiques qu'il est difficile à intuiter. Notamment, comment va évoluer la porosité et la tortuosité de l'électrode qui sont liées au transport des ions lithium dans l'électrolyte ? Ces propriétés sont directement liées à la charge rapide, notamment pour les véhicules électriques avec des travaux de recherche aujourd'hui pour aller vers 15, 10 voir même 5 min.

Le stage vise ainsi à développer des nouvelles méthodes de mesure de la tortuosité qui se fait généralement par impédance à l'état déchargée. Il est également possible d'effectuer ces mesures par reconstruction 3D de la morphologie d'électrode obtenue par une méthode d'imagerie comme développé au Synchrotron. La méthode électrochimique à l'avantage d'être macroscopique et rapide. Pour mesurer la tortuosité à d'autres états de charge, la méthode doit être adaptée aussi bien d'un point de vue du dispositif expérimental que sur le traitement des données d'impédance avec sans doute plus de contributions.
Ainsi le stage portera sur l'assemblage de petite cellule Li-ion en sachet souple en salle anhydre, des mesures d'impédance suivant différents paramètres, et le traitement de ces données avec des modèles électrochimiques déjà développés au CEA. Vous serez formé.e sur ces 3 aspects du stage par 3 personnes expertes qui seront également son équipe encadrante. Vous aurez ainsi une expérience significative dans le domaine dynamique des batteries Li-ion qui contribue à décarboner nos usages.