Thèse en cours

Batteries lithium-ion : application et compréhension de contre-mesures au gonflement des cellules induit par la génération de gaz
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Auteur / Autrice : Baptiste Salomez
Direction : Stéphane Laruelle
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Chimie-Chimie des Solides et Sciences des Matériaux-25DCH1
Date : Inscription en doctorat le 06/01/2022
Etablissement(s) : Amiens
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de réactivité et chimie des solides (Amiens)

Mots clés

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Résumé

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La plupart des véhicules électriques possèdent une batterie Li-ion à base du matériau de cathode NMC. Cependant, cette technologie est encore perfectible. En effet, lors de leur utilisation, du gaz est généré. Il peut avoir comme origine la dégradation de l'électrolyte, des impuretés présentes sur la cathode, ou encore la déstructuration de la cathode avec la libération d'oxygène singulet. Ce gaz n'est pas seulement pénalisant pour les performances de la batterie (augmentation de la résistance interne…), mais il induit également des contraintes mécaniques au niveau de la structure des modules, pouvant aller jusqu'à leur endommagement. Or afin d'augmenter l'autonomie des véhicules électriques, la tendance actuelle est d'augmenter le taux de nickel. Hélas, on observe une aggravation du phénomène de dégagement de gaz. L'objectif premier de la thèse sera de mieux caractériser la génération/consommation des gaz lors d'un cyclage et/ou stockage long. Le but de cette caractérisation est de déterminer les conditions dans lesquelles on observe une production maximale de gaz et de mieux comprendre ou de mettre en exergue les mécanismes liés à cette production. Pour ce faire, le doctorant devra mettre au point une cellule permettant l'analyse de la pression et la quantification des gaz par chromatographie en phase gazeuse couplée à un détecteur BID (Barrier Ionisation Detector). A partir des résultats obtenus, le doctorant recherchera et appliquera des contre-mesures permettant de réduire la génération de gaz. Parmi les solutions existantes, le doctorant explorera trois pistes : les additifs, le coating des particules actives et l'utilisation de NMC monocristallins.