Stage - Cellule Li-Ion pour la Rmn H/F CEA

Le sujet du stage porte sur la problématique de la charge rapide des véhicules électriques. En charge rapide, le lithium s'insère dans le matériau actif mais dans certaines conditions de température et de courant fort, le lithium peut aussi se déposer sous forme métallique à la surface de l'électrode. Une partie irréversible de ce phénomène appelé Lithium-plating conduit à réduire la durée de vie de la batterie. Dans le cadre d'une thèse soutenue en janvier 2024, ce phénomène a été étudié par RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) du lithium operando dans une cellule Li-ion adéquate et dotée d'une électrode en graphite pur. Cette première étude a permis d'identifier la dynamique de ce phénomène de lithium-plating ainsi que la compétition avec l'insertion dans le graphite, et ce en suivant l'évolution de l'intensité du signal RMN du lithium métallique et du lithium inséré dans le graphite.
Dans le cadre du stage proposé, nous souhaitons perfectionner la conception de la cellule Li-ion afin qu'elle puisse nous permettre d'étudier des électrodes négatives contenant un mélange graphite-silicium, ce qui implique d'associer à la cellule un système de compression mécanique. Par ailleurs, le laboratoire dispose d'une nouvelle sonde RMN dotée d'une meilleure sensibilité et résolution, ce qui devrait permettre une meilleure résolution temporelle et une déconvolution plus fine des différents signaux RMN. En revanche, cette sonde a des contraintes géométriques auquel la cellule Li-ion associée au système de compression devra s'adapter. Au terme du stage, nous devrons démontrer que le dispositif développé permet d'obtenir des performances similaires à une cellule Li-ion standard et reproductibles en termes de profils électrochimiques et de signaux RMN, si possible à différentes températures.