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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Instrumentation laser pour l'analyse isotopique du lithium dans les électrolytes de batterie H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2022-22995  

Description du poste

Domaine

Instrumentation, métrologie et contrôle

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Instrumentation laser pour l'analyse isotopique du lithium dans les électrolytes de batterie H/F

Sujet de stage

L'un des axes du Laboratoire de développement Analytique, Nucléaire et Elémentaire (LANIE) est le développement de la technique LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy) pour l'analyse élémentaire directe et rapide de matériaux. Le développement de cette technique et de ses dérivées pour l'analyse isotopique des solides est un sujet de recherche émergent du laboratoire.

Le stage s'inscrit en complément d'une thèse en cours en collaboration avec le CEA/Liten qui travaille notamment sur les futures générations de batteries au lithium pour la mobilité décarbonée et la nouvelle donne énergétique.

Durée du contrat (en mois)

4-6

Description de l'offre

Le CEA mène des recherches sur les accumulateurs au lithium tout-solides de nouvelle génération plus performants et plus sûrs. Pour ce faire, l’efficacité du transport du lithium dans les matériaux constitutifs des électrolytes solides est étudiée afin d’optimiser le fonctionnement de ces batteries. Une approche mise en œuvre consiste à enrichir sélectivement un composant du système électrochimique avec un isotope du lithium, et de mesurer la distribution spatiale du rapport 6Li/7Li afin de caractériser sa mobilité à l’échelle micrométrique. Cette étude est actuellement réalisée par deux techniques complémentaires complexes à mettre en œuvre : la TOF-SIMS et la RMN du solide.


Une approche alternative pourrait simplifier cette caractérisation en permettant des mesures isotopiques directes sur solide, quantitatives et spatialement résolues. Il s’agit d’une technique novatrice basée sur la spectrométrie d’absorption large bande en cavité (IBBCEAS) couplée avec de l’ablation laser, qui pourrait permettre l’analyse sélective des deux isotopes du lithium dans la matière vaporisée par ablation laser. Le stage proposé a donc pour objectif de mettre au point cette technique dans le contexte de l’étude de l’électrochimie des batteries lithium-ion à électrolyte solide. Il se déroulera en deux grandes phases :
1. Prise en main de l’instrumentation IBBCEAS d’analyse des gaz présente au laboratoire. Réalisation d’expériences préliminaires dans le cas connu du NO2. Optimisation du dispositif. Traitement des données spectroscopiques et obtention d’une droite d’étalonnage de la concentration en NO2 puis caractérisation des limites de détection et de quantification atteignables avec ce montage.


2. Réalisation du couplage entre l’IBBCEAS et la méthode d’échantillonnage par ablation laser. Optimisation du système (réglages de la cavité, positionnement des échantillons solides dans la cavité, …) et des paramètres expérimentaux (mesure de la cinétique du système, des paramètres laser). Une caractérisation des performances analytiques du montage sera ensuite réalisée sur des échantillons modèles de carbonate de lithium.


En perspective, si cela est envisageable durant le stage, cette approche sera mise en œuvre sur des échantillons constitutifs d’électrolyte solide de batteries afin de déterminer la faisabilité du traçage isotopique du lithium dans ces matériaux.

Profil du candidat

Étudiant de M2 ou élève ingénieur 3ème année en optique ou en instrumentation. Goût pour l’expérimentation indispensable.

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

France

Ville

Saclay

Critères candidat

Possibilité de poursuite en thèse

Non

Demandeur

Disponibilité du poste

01/03/2023