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Entité de rattachement
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Référence
SL-DES-24-0610
Description du sujet de thèse
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Développement de nouveaux matériaux d’anode pour les batteries potassium-Ion
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les batteries Li-ions actuelles utilisées dans les applications hautes énergies sont principalement composées d’une anode en graphite et d’une cathode contenant un oxyde lamellaire lithié de formule LiNixMnyCozO2. Le développement et la généralisation de l’automobile électrique va engendrer une tension notable sur certains éléments chimiques déjà considérés comme critiques ou qui tendent à le devenir (lithium, nickel, cobalt et cuivre). De plus, le mode de production de ces matériaux s’avère être très énergivore (multiples calcinations) et met en œuvre des solvants/produits peu respectueux de l’environnement (NMP, ammoniaque). La thèse que nous proposons ici a pour but de développer une technologie de batterie basée sur le potassium, n’utilisant aucun élément critique et dont la production permettrait de réduire considérablement l’empreinte écologique.
La possibilité d’utiliser du graphite comme matériau d’anode a souvent été reportée dans la littérature comme un avantage de la technologie potassium ion vis-à-vis de la technologie sodium ion. Cependant, l’insertion du potassium en charge dans l’électrode négative engendre une expansion volumique du graphite de l’ordre de 60% et peut limiter la durée de vie de la batterie.
Le sujet de thèse proposé a pour but d’étudier et de solutionner ce problème selon deux axes de recherche : 1- meilleure compréhension du lien entre les spécificités des graphites et les performances électrochimiques associées afin de sélectionner le meilleure grade et 2- recherche de nouveaux matériaux d'anode permettant d'insérer réversiblement le potassium.
Université / école doctorale
Ingénierie - Matériaux - Environnement - Energétique - Procédés - Production (IMEP2)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
chimie des matériaux
Demandeur
Disponibilité du poste
01/09/2024
Personne à contacter par le candidat
PERALTA David david.peralta@cea.fr
CEA
DRT/DEHT//LM
Bureau C2/249
CEA-LITEN / DEHT / STB / LM
17, rue des Martyrs
38054 Grenoble Cedex 9
04 38 78 04 89
Tuteur / Responsable de thèse
AZAIS Philippe philippe.azais@cea.fr
CEA
DRT/DEHT
17 rue des Martyrs
38054 Grenoble Cedex 9
0438780809
En savoir plus
www.liten.cea.fr