Caractérisation par spectroscopie Raman des matériaux de batteries

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Caractérisation par spectroscopie Raman des matériaux de batteries

Innovation – Recherche - Physique et Analyse – Caractérisation in situ – Spectroscopie Raman - Batteries

La transition énergétique et les politiques de décarbonation engendrent une transformation profonde des secteurs de la mobilité et du stockage stationnaire de l'énergie, avec une croissance exponentielle prévue pour la production de batteries, en particulier lithium-ion. Afin de dépasser les limitations des générations de batteries actuelles vis-à-vis de la densité d’énergie et de la sécurité, les efforts R&D s’orientent vers une nouvelle génération de batterie dite « tout solide ». Ainsi, le développement de nouveaux matériaux de batterie est primordial pour atteindre les performances de ces nouvelles générations.

En parallèle, l'émergence de nouvelles gigafactories en Europe, soulève des défis majeurs en termes de criticité des matériaux. Le recyclage des batteries actuelles devient donc essentiel pour répondre aux enjeux environnementaux et de souveraineté industrielle.

Ces deux axes, innovation et recyclage, représentent des leviers clés pour soutenir la transition énergétique et répondre aux futures demandes du marché.

Description du projet

IFPEN vise à explorer et développer des technologies innovantes pour le stockage électrochimique de l'énergie, en se concentrant sur les générations actuelles et futures des batteries. Dans ce cadre, le stage se concentrera sur la mise en service et la validation d’une nouvelle unité innovante de traitement thermique permettant l’analyse in situ par spectrométrie Raman des nouveaux matériaux de batterie. Cette unité a pour vocation d’être modulable en adaptant les conditions opératoires telles que la température et la nature du flux gazeux (sulfuration, gaz inerte).

Ce système est en cours d’installation. En fonction des avancées, le stage pourrait être orienté vers la caractérisation poussée des matériaux de batterie Lithium-ion dans le cadre du recyclage, en mettant l'accent sur l'interprétation des spectres Raman obtenus.

L’objectif consisterait alors à développer des méthodologies expérimentales, à traiter les données, et à corréler les résultats avec les connaissances bibliographiques pour optimiser les processus de recyclage.

Ce projet contribuera de manière significative à l'innovation dans le domaine des batteries et à la gestion durable des ressources.