Descriptif technique :

Ce stage s’inscrit dans le développement de batteries tout solide pour la mobilité.  A l’heure actuelle, les procédés de fabrication usuels des anodes en lithium produisent des feuilles d’une épaisseur minimale qui représente une quantité de lithium trop élevée par rapport au besoin dans son utilisation. L’évaporation sous vide, procédé de fabrication de couches minces, permet de diminuer cette épaisseur.  Une précédente étude a permis de déterminer une procédure pour l’évaporation et la caractérisation du lithium. Il a été observé que les paramètres du procédé (tel que la vitesse d’évaporation ou la nature du substrat) ont une influence importante sur la microstructure de l’anode en Li. La forte réactivité du Li vis-à-vis de l’électrolyte nécessite l’ajout d’une couche anolyte permettant de compatibiliser les matériaux et d’améliorer l’interface.

Le premier objectif du stage consistera en la réalisation par PVD et la caractérisation d’une couche anolyte (entre le support et l’anode et entre l’anode en Li et l’électrolyte solide) permettant de modifier la microstructure de l’anode et d’améliorer l’interface électrolyte -anode.
Le deuxième objectif de ce stage est d’utiliser les conditions de dépôts optimisée pour réaliser des films de Li directement sur un électrolyte solide développé par un autre partenaire du projet Européen (SEATBELT- HORIZON) avec et sans couches d’interface.

L’équipement principale utilisé dans ce stage est constitué de 2 chambres de déposition sous vide et d’une boite à gants reliées entre elles par un bras robotisé. Cet équipement permet de conserver des matériaux sensibles à l’air et à l’humidité tel que le Li métal.

Contexte :

Dans un contexte d’électrification massive des véhicules, les batteries tout-solide au lithium métallique font l’objet de nombreuses recherches. Ainsi, dans l’optique de développer des batteries tout-solide fonctionnelles et commercialisables à grande échelle, de nouvelles méthodes de fabrication de couche ont été utilisées, notamment des procédés de dépôts de couches minces. Ce type de procédé peut avoir un impact sur la cristallinité et la structure atomique des matériaux déposés. Optimiser les interfaces est un enjeu clé pour la performance et la durabilité des batteries tout solides.

Ce stage est en lien avec un projet européen SETABLET (HORIZON) et se réalise en partenariat étroit avec le laboratoire LEPMI de Grenoble. Ce stage sera connecté à un autre stage lié au volet recyclage et purification du Lithium par procédés sous vide.

Profil recherché :

• Etudiant en sciences des matériaux, autonome, capable de mener à bien une recherche scientifique, présentant de bonnes aptitudes au travail en équipe et en communication. 
• Motivé par les enjeux environnementaux de notre époque et par les recherches appliquées guidées par un grand acteur industriel du domaine.
• Adepte de la progression continue et pouvant faire preuve de flexibilité et d’adaptation.
• L’étudiant devra présenter de la patience et de la persévérance.
• Des notions d’électrochimie sont un plus
• Anglais requis (B2)