Soutenance de thèse : Julie POULIZAC

Mécanismes de dissolution de matériaux actifs de batteries Li-ion : étude par microscopie électronique en transmission

Doctorante : Julie POULIZAC

Laboratoire INSA : MATEIS
Ecole doctorale : ED34 : Matériaux de Lyon

Les batteries Li-ion font aujourd’hui partie de notre quotidien. Elles sont et seront à l’avenir un allier majeur pour le déploiement massif du véhicule électrique et permettront le stockage de l’énergie provenant de sources intermittentes tels le solaire ou l’éolien. Pour faire face à cette demande toujours plus importante, il est important de développer les filières de recyclage. En effet, les ressources naturelles ne sont pas inépuisables et ne sont concentrées que dans certaines régions du monde, ce qui peut poser des problèmes d’approvisionnements ou des problèmes géopolitiques. Ainsi, les batteries Li-ion en fin de vie représentent une source de matières premières intéressante qu’il faut pouvoir valoriser. Les procédés de recyclage qui existent aujourd’hui font appel : soit à des procédés hydrométallurgiques, soit à des procédés pyrométallurgiques, soit à une combinaison des deux procédés. L’hydrométallurgie est aujourd’hui considérée comme la voie de recyclage la plus prometteuse. L’objectif de ce travail de thèse est alors de déterminer les mécanismes de dissolution de certains matériaux de cathode de batterie Li-ion afin d’identifier les leviers permettant une optimisation du procédé de recyclage. Pour cela, plusieurs techniques de caractérisation ont été utilisées (microscopie électronique, diffraction des rayons) et notamment la microscopie électronique en transmission en milieu liquide (in situ). Cette technique permet en effet un suivi en temps réel de la réaction chimique, là où les méthodes « classiques » (ex situ) ne permettent qu’une étude à un temps déterminé. Deux matériaux ont été utilisés lors de ces travaux : d’une part le LiFePO4 qui a servi de matériau modèle pour le développement de la microscopie in situ et d’autre part le LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2, plus représentatif des matériaux utilisés dans les batteries de véhicules électriques.