Développement de batteries Li-ion volumiques à partir de mousse 3D

par Camille Guerin

Projet de thèse en 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie

Sous la direction de Gérard Gebel et de Lionel Picard.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble) , en partenariat avec CEA Grenoble / LITEN (laboratoire) depuis le 02-11-2015 .


  • Résumé

    Dans la plupart des applications actuelles, les performances des batteries Li-ion se déclinent en termes de densités d'énergie massique et volumique. A l'heure actuelle, quasiment seule l'architecture planaire (stackée ou bobinée) est utilisée depuis la recherche jusqu'à l'industrie pour la mise au point de batterie de plus en plus performantes. Cette thèse a pour objectif de développer une nouvelle génération d'architecture de batteries, afin de gagner environ 50% de densité d'énergie, basée sur un ou des collecteurs de courant structurés à différentes échelles (type mousse, interpénétrées ou non). L'essentiel du travail de thèse se concentrera sur les deux principaux verrous actuels pour cette technologie : a) définir la structure optimale du/des supports et les réaliser et b) maîtriser les dépôts successifs des matériaux sur la structure. De nombreuses techniques de caractérisation (TEM, SEM, QENS, EIS, XPS …) et de nombreux procédés de dépôt (électrodépot, synthèse en greffage onto/from …) seront mise en oeuvre afin d'optimiser et de comprendre chaque matériau et chaque interface.

  • Titre traduit

    Development of volumic Li-ion batteries from 3D foam


  • Résumé

    Most of the actual area, batteries' performances are given by energy density (mass and volume). Nowadays, most of the batteries architecture are based on a planar design. The aim of this PhD project is to develop a new generation of battery design in order to gain about 50% of energy density by using a structured current collector. The work will be focus on: a) define optimal supports structures and realize them and b) control the successive deposition of materials on the structure. Many characterization techniques (TEM, SEM, QENS, EIS, XPS ...) and many deposition methods (electrodeposition, grafting onto / from synthesis ...) will be implemented to optimize and understand each material and each interface.