Le projet UPBEAT (France 2030) vise à développer une technologie potassium-ion (K-ion) bas coût, exempte de matériaux critiques et capable de fournir les performances de cellules Li-ion de type LiFePO4. Ce travail de post-doctorat sera mené en collaboration étroite avec d’autres laboratoires du CEA et du CNRS impliqués sur le projet (CEA Nouvelle-Aquitaine, ICGM Montpellier, ICMCB Bordeaux, IS2M Mulhouse).

Le travail proposé au post-doctorant consistera dans un premier temps à reproduire, à échelle pilote, la synthèse du matériau d’électrode positive de type blanc de Prusse. Cette synthèse devra être une adaptation de la méthode proposée par l’ICMCB dans le cadre du projet.

Dans un second temps, le post-doctorant développera des électrolytes liquides organiques optimisés pour ce nouveau système (Blanc de Prusse vs. Graphite/HC), en étudiant les sels, les solvants et les additifs les plus prometteurs, tout en conservant les objectifs de coût et de durabilité. Les solutions proposées (avec et sans fluor) seront formulées, caractérisées et testées électrochimiquement dans des cellules complètes (piles boutons et sachets souples incluant une optimisation des composants) pour mesurer, entre autres, leurs efficacités sur la durée de vie et les réponses en puissance. La compréhension des effets des différents composants sera amenée par des mesures operando et des caractérisations post-mortem. Les systèmes qui répondront le mieux aux exigences du projet feront également l'objet d'essais abusifs permettant de juger de la sécurité du système final.

Docteur en chimie, électrochimie ou génie des matériaux, vous serez en charge de la mise en place et la réalisation de plusieurs tâches expérimentales, selon cinq thématiques principales :
1. Mettre à l’échelle la synthèse de blanc de Prusse fournie par l’ICMCB
2. Elaborer des électrodes positives à partir d’un matériau actif positif de type Analogues de Bleu de Prusse (PBA). Pour cela des formulations en voie aqueuse seront mises en œuvre et enduites sur collecteur de courant aluminium. Les caractérisations des propriétés électriques, mécaniques puis électrochimiques permettront de sélectionner les recettes à optimiser.
3. Développer une méthodologie de screening d’électrolytes au format piles boutons pour application aux batteries K-ion (solvant + sels + additifs). Les tests électrochimiques seront réalisés en cellule complètes graphite/électrolyte/PBA afin d’éviter l’utilisation d’une anode en potassium métallique qui introduirait des réactions parasites.
4. Identifier les meilleures compositions d’électrodes positives et d’électrolytes puis les intégrer dans des prototypes au format pouch cell. Des caractérisations électrochimiques usuelles seront réalisées sur ces cellules afin de déterminer leurs performances, selon la température et la pression appliquée par exemple (durée de vie en cyclage ou en calendaire, tests en puis

Docteur chimie, génie des procédés ou matériaux, électrochimie

Une expérience de thèse dans le domaine des batteries est souhaitée.

Rigueur scientifique, autonomie, capacité d’écoute et de travail en équipe. Force de proposition. Dynamisme. Méthodique.

Maitrise de l’anglais obligatoire.

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés.

Vous avez un doute ?

Nous vous proposons :

Un écosystème de recherche à la pointe, unique en son genre et dédié à des thématiques à fort enjeu sociétal
Un cadre de travail agréable 
Un équilibre vie privée – vie professionnelle reconnu,
Un poste facilement accessible via la mobilité douce encouragée financièrement par le CEA,
Une politique diversité et inclusion,
Un environnement propice aux évolutions professionnelles.