Etude Expérimentale des Paramètres Influençant le Knee-Point des Cellules de Batterie Li-Ion H/F EDF

Contexte
Les batteries lithium-ion sont devenues indispensables grâce à leur haute densité énergétique, leur longue durée de vie et leur faible autodécharge, ce qui leur permet d'être adaptées à de nombreuses applications. Comprendre et maîtriser leur vieillissement, c'est-à-dire la dégradation irréversible de leurs performances, est essentiel à la mise en oeuvre de ces applications. Certaines cellules lithium-ion présentent une dégradation lente et linéaire de leur capacité jusqu'à un point d'inflexion, parfois appelé « knee-point », après lequel la dégradation s'accélère rapidement jusqu'à la fin de vie de la cellule. Le knee-point est ce point de transition, qui marque un changement brutal de la pente de la courbe de vieillissement, et il est principalement dû à un changement du mécanisme de vieillissement dominant. Il est essentiel de mieux comprendre ce phénomène afin de mieux estimer la durée de vie des batteries et d'assurer la sécurité des installations. Au sein de la R&D d'EDF, nous avons développé un modèle permettant de prédire le vieillissement et la fin de vie d'une batterie lithium-ion pour un cas d'utilisation donné. Ce stage consiste à mesurer les paramètres physico-chimiques prépondérants afin d'alimenter ce modèle.

Sujet du stage
Au sein d'une équipe d'experts en électrochimie et en génie électrique, la mission principale consistera à mesurer et à suivre l'évolution de paramètres clés, tels que la porosité, en fonction du vieillissement, et à analyser leur impact sur l'apparition du knee-point. Pour chaque paramètre, une revue de la littérature sera effectuée, suivie de l'élaboration d'un protocole de test, des mesures et de l'analyse des données. L'analyse électrochimique des profils de charge/décharge permettra également de mieux comprendre les mécanismes de vieillissement et de valider les hypothèses de modèles, comme les courbes ICA/DVA (dQ/dV ou dV/dQ) des cellules et des demi-cellules avant et après le knee-point. Pour ce faire, le stagiaire préparera des échantillons d'électrodes, fabriquera des piles bouton (demi-cellules) et effectuera leur cyclage. Plusieurs cellules LFP/Gr et profils de cyclage seront comparés. Une partie des manipulations sera réalisée en boîte à gants. Les caractérisations seront effectuées soit sur notre plateforme de caractérisation (potentiostats/DRX/MEB/DSC...), soit par le biais d'une collaboration externe (réseau RS2E...).

Durée du stage : 6 mois (début entre février et avril 2026)