ESRF - Doctorant.e Sécurité des batteries à haute densité énergétique suite à cycles en conditions réelles (F/H)

En un coup d'œil

Titre : Doctorant.e Sécurité des batteries à haute densité énergétique suite à cycles en conditions réelles (F/H)
Réf. : NS25-ESRF03
Type de contrat : CDD
Fourchette de salaire : 32.7k euros
Date limite de candidature : 02/05/2025
Date butoir de candidature souhaitée : 02/05/2025
Début publication sur Front Office : Site internet : 03/03/2025
Durée du contrat : 36 mois

Contexte et missions du poste

Sujet de thèse : Comprendre la sécurité des batteries à haute densité énergétique après un cyclage en conditions réelles.

La sécurité des batteries est impérative dans une série d'applications qui soutiendront le Net Zero, depuis les véhicules électriques jusqu'au stockage à l'échelle du réseau. Les fabricants sont tenus de certifier les cellules au début de leur vie pour démontrer leur sécurité par rapport aux normes de sécurité internationales. Cependant, dans les applications sur le terrain, les batteries sont soumises à de nombreuses conditions qui entraînent une diversité de voies de dégradation susceptibles d'avoir un impact profond sur leur état de sécurité. Peu de données quantifient l'évolution de l'état de sécurité des batteries au fur et à mesure que leur état de santé se dégrade.

Dans ce projet de doctorat à l'ESRF et à l'Université d'Oxford, nous proposons un portefeuille unique de mesures pour améliorer cette compréhension en utilisant la ligne de faisceau ID19 : une ligne de faisceau ESRF de 150 m de long dédiée à l'imagerie par rayons X à haute résolution (radiographie et microtomographie) (en utilisant des rayons X durs partiellement cohérents). La ligne de faisceaux combine un large éventail de dispositifs expérimentaux de pointe avec un éclairage polychromatique intense pour l'imagerie par contraste de phase (à grande vitesse) des rayons X à des énergies photoniques élevées : parfaitement adapté aux études in situ des matériaux, des processus operando et des dispositifs d'ingénierie, ainsi qu'au développement de nouvelles modalités d'imagerie.

La bourse profitera du partenariat international avec Fraunhofer EMI, le NREL et le CEA, qui comprend la réalisation d'expériences dans l'installation d'essai mondiale ESRF-ID19 pour des études in situ sur les tests d'abus des batteries. Des travaux complémentaires seront menés au moyen de XRD-CT à la ligne de faisceau ID15a pour comprendre l'état de vieillissement des batteries après un cycle réel, avant les expériences d'abus.

Cette bourse est composée de 3 modules de travail :

Lot de travaux 1 : Métrologie corrélative : développement de méthodes de tomographie à rayons X et à neutrons, de tomographie par diffraction des rayons X et d'imagerie à rayons X à grande vitesse. Le candidat établira des flux de travail corrélatifs avec l'intégration du matériel et des logiciels pour permettre la traduction des échantillons et la superposition des données sur les lignes de faisceaux de rayons X et de neutrons.

Lot de travaux 2 : État de sûreté de référence (SoS) : le candidat se concentrera sur l'établissement d'essais de sûreté de référence sur des cellules vierges, contribuant à faire progresser la compréhension de l'état de sûreté au début de la vie et poursuivant le développement de protocoles de certification « de référence » en utilisant la capacité unique d'imagerie à rayons X à grande vitesse de l'ID19 et des bancs d'essai certifiés pour les défaillances.

Lot de travaux 3 : Vieillissement accéléré et SoS dynamique : dans ce dernier lot de travaux, le candidat fera vieillir les batteries selon des tests de stress accélérés systématiques, fournissant une matrice d'échantillons plus large qui représente plus précisément la population hétérogène de batteries en déploiement dans le monde réel.

Pour plus d’informations, veuillez contacter Prof. Paul Shearing (email: paul.shearing@eng.ox.ac.uk), from Dr. Alexander Rack (+33 476 88 1781, email: alexander.rack@esrf.fr) and from Dr. Marco Di Michiel (+33 476 88 2123), email: dimichie@esrf.fr.

Profil attendu

• Une expérience en expérimentation, en instrumentation, en imagerie et en codage python est souhaitable.

• Des compétences manuelles et une attention rigoureuse aux détails sont essentielles dans cet environnement de travail.

• Diplôme permettant l'inscription à un doctorat (tel que MSc, Master 2 de Recherche, Laurea ou équivalent) en chimie, physique, science des matériaux ou science étroitement liée. Le niveau de diplôme minimum requis peut toutefois varier d'une université à l'autre.

• Maîtrise de l'anglais (une preuve de niveau intermédiaire supérieur (B2) doit être incluse dans la candidature. Les candidats originaires de pays anglophones peuvent postuler sans avoir besoin de preuve de niveau. Un diplôme officiel obtenu en anglais sera également accepté comme preuve). Si le/la candidat.e ne peut pas fournir de preuve, un test d'anglais (gratuit) sera requis.

• Respect de la règle de mobilité Marie Sklodowska-Curie: les candidats ne peuvent pas avoir résidé ou exercé leur activité principale (travail, études, etc.) dans le pays de l'institut d'accueil pendant plus de douze mois au cours des trois années précédant la date de la fin de publication de l'offre.

• Tous les chercheurs recrutés doivent être candidats doctorants, c'est-à-dire ne pas déjà poursuivre ou détenir un doctorat à la date du recrutement.

• Les candidats doivent remplir les conditions d'inscription dans un programme de doctorat.

Conditions de travail

Le/la candidat.e retenu.e sera inscrit.e à l'Université d'Oxford (Royaume-Uni) et basé.e à plein temps à l'ESRF (Grenoble, France), à l'exception de deux mois au moins pendant lesquels l'étudiant.e pourra être détaché.e auprès d'un partenaire industriel basé au Royaume-Uni. Des visites supplémentaires peuvent être effectuées à l'Université d'Oxford en cas de besoin.

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Ce que nous vous proposons:

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Pour plus d'information concernant nos termes et conditions d'embauche, veuillez visiter https://www.esrf.fr/home/Jobs/what-we-offer.html

L’ESRF recrute dans le respect de l’égalité des chances et promeut la diversité dans ses équipes. Nous encourageons les candidatures des personnes en situation de handicap.

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Plus de détails sur le programme doctoral Nextstep sur www.nextstep-programme.eu

NEXTSTEP formera 36 chercheurs enthousiastes afin d’exploiter les capacités uniques et transversales des infrastructures de recherche analytiques pour relever les défis liés au développement durable et à la compétitivité industrielle dans les domaines suivants : « Santé », « Digital, Industrie et Espace », « Climat, Énergie et Mobilité » et « Alimentation, Bioéconomie, Ressources Naturelles, Agriculture et Environnement », qui sont au cœur de Horizon Europe. Laboratoires hôtes : ESRF et ILL (France), FZJ (Allemagne), AREA (Italie), NTNU (Norvège).