Développement et application de nouvelles techniques RMN, MET et PDF pour caractériser des électrolytes innovants pour les micro-batteries.

 

Un financement de thèse de 3 ans sur ce projet est disponible à l’université de Lille. La thèse débutera en octobre 2019.

 

Description du projet : Les micro-batteries « tout-solide » sont des dispositifs prometteurs pour de nombreuses applications impliquant la communication, l’électronique pour le grand publique, la traçabilité, la sécurité (transaction bancaire) ainsi que pour l’internet des objets. Néanmoins, l’une des limitations de ces dispositifs vient de la faible conductivité ionique (Li+) de l’électrolyte commercial standard : l’oxynitrure de phosphate de lithium (LiPON). Elle est environ trois fois moins importante que celle des électrolytes liquides utilisés dans les batteries Li-ion. Des développements récents ont permis d’augmenter la conductivité ionique de ces électrolytes d’un ordre de grandeur. Le but de ce projet est de développer de d’appliquer de nouvelles techniques de caractérisations pour comprendre la structure à l’échelle atomique et la dynamique au sein de ces électrolytes innovants. Ces techniques inclut la spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) des solides, la Microscopie Électronique à Transmission (MET), et l’analyse par Fonction de Distribution de Paires (en anglais Pair-Distribution Function, PDF). En particulier, la sensibilité et/ou la résolution de la RMN des  plusieurs techniques seront explorées pour la caractérisation par RMN afin d’améliorer la résolution et d’augmenter la sensibilité de ces micro-batteries : la Polarisation Dynamique Nucléaire (en anglais Dynamic Nuclear Polarization, DNP), des rotors de faibles diamètres, de hauts champs magnétiques. Les informations structurales ainsi obtenues seront ensuite corrélées aux propriétés électriques et électrochimiques des électrolytes dans le but d’améliorer de manière raisonnée les performances des micro-batteries. Cette phase est financée par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR).

 

Laboratoire : La thèse se déroulera à l’université de Lille au sein de l’Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS, http://uccs.univ-lille1.fr). L’université de Lille dispose de plateformes de pointe pour la caractérisation des matériaux. La plateforme RMN (http://plateforme-rmn.univ-lille.fr) comprend des spectromètres RMN de 100, 400, 800 et 900 MHz pour la caractérisation des solides. Elle a également été sélectionnée pour accueillir prochainement le premier appareil de RMN 1,2 GHz, qui sera installé en France. La plateforme de microscopie électronique de l’université de Lille (http://umet.univ-lille1.fr/CCM/index.php?lang=fr) est équipée d’un microscope FEI Titan Themis 300, qui est l’un des microscopes les plus puissants. Notre équipe est reconnue au niveau international pour le développement de méthodes RMN et la caractérisation des matériaux inorganiques. Nous sommes notamment parmi les pionniers de la DNP-RMN des matériaux inorganiques.

 

Profil : Nous recherchons un(e) étudiant(e) en M2 de physique ou chimie. Des connaissances en spectroscopie RMN ou sciences des matériaux seront appréciées. La personne retenue aura la possibilité de travailler dans le cadre de collaborations nationales et internationales.

 

Contact : Vous pouvez poser vos questions et adresser votre dossier de candidature (CV, lettre de motivation, notes de master et de licence) à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser. ou Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser..