Missions :

Ce sujet de stage s’inscrit dans une optique d’amélioration des procédés de fabrication des batteries lithium-ion (Li-ion), pour une application en électronique portative ou dans les véhicules électriques. Les nouveaux matériaux actifs utilisés dans les électrodes positives des batteries Li-ion présentent une sensibilité accrue aux atmosphères auxquelles ils sont exposés (humidité relative, CO2 , …), ce qui peut conduire à des difficultés de mise en œuvre (gélification des encres) et à des baisses de performances finales.
L’objectif du stage est d’établir une corrélation entre la chimie de surface de ces matériaux lithiés et leur réactivité avec les polymères utilisés comme liants dans les formulations d’électrodes. Une quantification des espèces présentes en surface de matériaux représentatifs sera déterminée en fonction de différentes conditions expérimentales (nature de l’atmosphère d’exposition, durée, …). Pour cela, plusieurs méthodes de caractérisation seront utilisées, telles que les dosages acide-base des espèces lithiées, la spectrométrie à plasma à couplage inductif (ICP-MS), la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), ou la spectroscopie photoélectronique à rayonnement X (XPS). En parallèle, la réalisation d’encres d’électrodes avec ces matériaux sera évaluée par des mesures rhéologiques (point de gélification) et l’impact des dégradations éventuelles sera analysé grâce à des mesures d’impédance électrochimique en piles boutons.
Pour mener à bien ce travail le stagiaire sera amené à :
- réaliser une étude bibliographique sur l’état de l’art du sujet de stage ;
- mettre en place les protocoles de caractérisation adaptés, en appui avec les personnes compétentes de l'équipe ;
- réaliser un plan d’essais de caractérisation des matériaux (plusieurs conditions expérimentales et diverses méthodes de caractérisation) ;
- faire le lien avec les propriétés des encres et des électrodes finales ;
- analyser les résultats obtenus et les mettre en forme de façon synthétique et claire pour les présenter.

Diplôme préparé : Bac+5 – Diplôme Ecole d’ingénieurs
Ecole souhaitée : Ecole d'ingénieurs ou Master 2

Compétences scientifiques : Matériaux, Chimie, Méthodes d'analyses physico-chimiques (dosage acido-basique, ICP, …), Principes de la formulation, Rhéologie

Connaissances : Electrochimie, Batteries, Formulation et rhéologie des encres, Caractérisation avancée (RMN, XPS, …)

Moyens/Méthodes/Logiciels : Dosages acido-basiques, formulation d'électrodes, rhéologie, RMN, XPS, impédance électrochimique en piles boutons