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Dernière mise à jour : 14-12-2017

INAC

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• Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux

 

Composites de nanofils de silicium en batteries à haute densité d'énergie

SL-DRF-18-0291

Domaine de recherche : Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux
Laboratoire d'accueil :

SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SyMMES)

Synthèse, Structure et Propriétés de Matériaux Fonctionnels (STEP)

Marcoule

Contact :

Cédric HAON

Pascale CHENEVIER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2018

Contact :

Cédric HAON

CEA - DRT/DEHT//LCB

04 38 78 34 71

Directeur de thèse :

Pascale CHENEVIER

CEA - DRF/INAC/SyMMES/STEP

04 38 78 07 21

Page perso : http://inac.cea.fr/Pisp/pascale.chenevier/

Labo : http://inac.cea.fr/symmes/

Voir aussi : http://liten.cea.fr/cea-tech/liten

Les matériaux constituant les batteries lithium-ion (BLi), utilisées dans l’électronique portable et les véhicules électriques, sont en constante évolution pour accroitre leur capacité énergétique, leur durée de vie et leur sûreté. Le silicium est un matériau intéressant pour les BLi à haute densité d’énergie car il absorbe jusqu’à 10 fois plus de lithium que le carbone habituellement utilisé dans l’électrode négative, et peut être mélangé au carbone. Pour une durée de vie satisfaisante, le silicium doit être additionné sous forme nano, afin de résister aux contraintes mécaniques durant le cycle de charge/décharge. Mais les très grandes surfaces développées du silicium nano conduisent à la consommation d’une grande partie du lithium dans des réactions de surface, donc à une baisse de performance.

Dans ce sujet de thèse, on associera deux technologies récentes du CEA : une méthode de croissance de nanofils de silicium à grande échelle (brevets 2014-2016), et une préparation de composites permettant de protéger le silicium nano au cœur de microparticules de carbone. Le doctorant/la doctorante sera en charge de la synthèse des matériaux, de leur caractérisation et des tests de performance en BLi. Elle/il s’efforcera de comprendre la réactivité du composite afin d’optimiser procédés de synthèse et BLi, par la microscopie électronique, la spectroscopie et l’électrochimie.

 

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