Préparation d’électrolytes polymères conducteurs d’anions pour la fabrication de batteries anioniques organiques

Les batteries lithium-ion sont aujourd’hui présentes dans de nombreuses applications allant de l’électronique portative à l’automobile avec une demande en constante augmentation. Cette tendance a mis en évidence un problème de ressources, en particulier certains métaux critiques à la fabrication de ces batteries comme le lithium ou le cobalt. Des solutions alternatives aux batteries lithium-ion doivent être développées. Parmi elles, les batteries organiques à navette anionique sont particulièrement innovantes. Dans ces batteries, le transport des ions dans l’électrolyte est assuré par un anion (halogénure, BF4-, PF6-, TFSI-, …). Le principal avantage de cette technologie est de permettre d’utiliser des matériaux actifs pouvant échanger plusieurs électrons par molécule lors des cycles de charge/décharge sans présenter les limitations de diffusion, qui sont généralement observées dans le cas des batteries post Li à cations multivalents (par exemple dans les batteries au Mg ou Al). Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet PEPR Batteries SONIC, financé par France-2030, composé de plusieurs partenaires qui développeront différents matériaux actifs comme électrodes de batteries organiques tout solide. IFPEN sera responsable du développement d’électrolytes solides polymères conducteurs d’anions en partenariat avec le LEPMI (Grenoble). L’objectif sera la synthèse de polymères innovants flexibles comprenant des groupements cationiques greffés associés à différents contre-ions. Les matériaux synthétisés seront ensuite caractérisés sous forme de membrane polymère pour déterminer leurs propriétés de conductivité ionique, stabilité électrochimique et mécanique. Les électrolytes polymères seront ensuite caractérisés dans des cellules complètes en utilisant les matériaux actifs d’électrode fournis par les partenaires du projet.
La thèse sera réalisée en collaboration entre IFPEN (Solaize) et le laboratoire LEPMI (Grenoble) avec des périodes sur les deux sites. Des missions ponctuelles chez les autres partenaires du projet SONIC sont également envisagées.

Mots clefs : Matériaux de batteries, synthèse de polymère, batteries organiques, caractérisations électrochimiques

• Directeur de thèse    Dr Fannie ALLOUIN / Dr Cristina IOJOIU, LEPMI 
• Ecole doctorale    ED 510 I-MEP², Université Grenoble Alpes
• Encadrant IFPEN    Dr David PASQUIER, ORCID : 0000-0003-3595-7606
• Localisation du doctorant    IFPEN, Lyon, France & LEPMI, Grenoble, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2024 (4 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Master en Chimie des polymères, Science des Matériaux
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR) Français niveau A2 (CECR)  
• Autres qualifications    Des connaissances en électrochimie et une expérience de travail sous atmosphère inerte seraient un plus.

Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV à l’encadrant IFPEN indiqué ci-dessous.