Les batteries Li-ion constituent une source de stockage d’énergie essentielle pour décarboner nos usages. L’introduction progressive de composés à base de silicium à l’électrode négative classiquement constituée de graphite apparaît comme la voie privilégiée pour augmenter de 300 à 350 Wh/kg la densité d’énergie de la technologie. Le silicium a une capacité spécifique de 3580 mAh/g, soit presque dix fois celle du graphite. Par contre, cette énorme capacité est associée à une expansion volumique de 280% du matériau contre seulement 10% pour la graphite lorsque le lithium s’intercale.
A l’échelle de la cellule Li-ion, cette respiration se transpose et doit être gérée. En particulier, lors de la charge d’une cellule rigide, la respiration des matériaux actifs éjecte l’électrolyte du cœur électrochimique. Un gradient de sel de lithium peut se mettre en place dans l’électrolyte suivant le plan des électrodes.
Cette thèse vise à mieux comprendre ce phénomène en le reproduisant expérimentalement dans une cellule spécifique, à mettre en place des mesures de concentration en sel de lithium et à simuler le phénomène dans un modèle P4D à partir d’un modèle P2D existant.
Le candidat développera au cours de sa thèse une palette de compétences variées, génériques, et dont la réunion est assez rare.