CS27 BAC+5 - Stage Ingénieur R&D - Li-plating (H/F)

Company

AMPERE ENERGY

Job Description

Contexte et environnement de travail

Le groupe Renault poursuit son engagement en faveur de la formation et de l’insertion professionnelle des jeunes, notamment par l’intermédiaire de l’alternance et des stages.

Réalisez votre stage au sein de Renault Group et transformez vos connaissances en compétences sur des projets concrets.

Accompagné par un maître de stage et d’équipes expertes, vous progressez vers votre diplôme dans un cadre exigeant et bienveillant.

Une expérience utile, formatrice et porteuse de sens, quelle que soit la fonction.

Choisir Renault Group, c’est rejoindre un constructeur automobile français de renommée mondiale, fondé en 1899. Fort de plus de 125 ans d’histoire, le Groupe propose aujourd’hui une large gamme de véhicules innovants et durables, avec une ambition forte : rendre la mobilité électrique performante et accessible au plus grand nombre. 

Les activités d’Ampere ont été réintégrées au sein de l’Ingénierie Renault Group, autour des domaines stratégiques de la batterie, de l’e-powertrain, de la gestion de l’énergie et des logiciels. Au cœur de cette organisation, nos équipes batterie conçoivent la mobilité durable de demain et investissent dans la recherche et le développement de nouvelles technologies, notamment au sein du Laboratoire Innovation Cellule Batterie de Lardy, pour rendre nos véhicules électriques plus performants, plus accessibles et plus respectueux de l’environnement. 

La capacité d’un véhicule électrique à se recharger rapidement est devenue un critère de choix majeur pour les clients. Charger trop vite, à basse température ou à SOC élevé expose toutefois la cellule au lithium plating : lorsque le potentiel de l’électrode négative en graphite passe sous celui du couple Li+/Li, du lithium métallique se dépose à sa surface. Ce dépôt, en partie irréversible, entraîne une perte de lithium cyclable, donc d’énergie disponible pour le client, et peut dégrader la sécurité de la batterie. Les protocoles de charge, cartographies des courants maximum autorisés selon la température et l’état de charge, doivent donc être construits au plus juste. 

Un précédent stage a permis de comparer plusieurs méthodes de caractérisation pour construire ces protocoles de charge. Ce nouveau stage, à forte composante expérimentale, se déroulera au laboratoire cellule de Renault Group à Lardy, en deux temps : 

• Phase 1 – Mesure directe : mettre en place un montage à 3 électrodes (électrode de référence) sur cellules Li-ion afin de mesurer séparément les potentiels de la cathode et de l’anode, et d’identifier les conditions de charge (température, SOC de départ, C-rate) conduisant au lithium plating, 

• Phase 2 – Détection sans électrode de référence : évaluer, sur la base d’une publication académique (Koleti et al., Journal of Power Sources, 2020), une méthode de détection in situ du lithium plating pendant la charge, fondée sur le suivi de l’impédance apparente de la cellule par de courtes interruptions du courant de charge, et la valider grâce aux mesures de la phase 1. 

L’objectif du stage

• Disposer d’un indicateur de référence du lithium plating grâce au suivi direct du potentiel de l’électrode négative, 

• Étudier la possibilité de détecter le lithium plating par mesure de la variation d’impédance apparente, à partir des seuls signaux courant et tension de la cellule, 

• Identifier les paramètres les plus impactants (température, SOC de départ, C-rate, paramètres d’interruption) et la robustesse de la méthode, 

• Exploiter ces résultats pour optimiser les protocoles de charge rapide de nos cellules. 

En travaillant en étroite collaboration avec les autres membres de l'équipe, vous aurez l'opportunité d'acquérir une expérience de travail dans un environnement industriel stimulant et de développer vos compétences en électrochimie des batteries et en innovation industrielle. 

 

Vos missions

• Réaliser une étude bibliographique sur les techniques de détection du lithium plating (électrode de référence, relaxation de tension, tension différentielle, impédance, analyses post-mortem…). 

• Mettre en place des cellules prototypes à électrode de référence (montage à 3 électrodes) pour suivre séparément les potentiels de l’électrode positive et de l’électrode négative pendant la charge. 

• Cartographier l’apparition du lithium plating selon les conditions de charge (température, SOC de départ, C-rate). 

• Mettre en place un protocole d’observation post-mortem du lithium plating (microscopie optique, microscopie électronique à balayage). 

• Rédiger et réaliser un plan d’expériences dédié à la détection du lithium plating par mesure de la variation d’impédance apparente, afin d’identifier les paramètres les plus impactants. 

• Réaliser une preuve de concept sur petite cellule, puis transposer la méthode sur des cellules de 1 à 10 Ah. 

• Proposer une optimisation du programme de charge de la batterie en s’appuyant sur les résultats de l’étude. 

• Contribuer à la rédaction de rapports techniques et de présentations pour les équipes électrochimie et le service batterie. 

 

Qui êtes-vous ?

Étudiant(e) en Master 2, ou dernière année d’école d’ingénieur, avec une spécialisation en électrochimie, chimie ou science des matériaux, et un goût prononcé pour l’expérimentation. 

• Connaissances en électrochimie, notamment sur les batteries Li-ion
• Goût pour le travail en laboratoire ; une première expérience en caractérisation électrochimique (cyclage, EIS), en assemblage de cellules ou en microscopie est un plus
• Bonne maîtrise de Python ou Matlab pour le traitement de données
• Sens physique, esprit de synthèse, logique et rigueur dans le traitement de données
• Autonomie, force de proposition et goût du travail en équipe

 

Outils utilisés 

• Bancs de cyclage, potentiostats/impédancemètres et enceintes climatiques pour l’assemblage et les essais de cellules. 
• Microscopie optique et électronique à balayage pour les analyses post-mortem
• Python/Matlab pour le traitement des données
• Suite Microsoft Office pour les livrables

 

Vous souhaitez participer à l’aventure de l’automobile de demain ? Rejoignez-nous ! 🚗💡

Job Family

Research & Development

Contract Duration

6 months