Les couches minces appliquées aux microbatteries

Extraits

[...] Ensuite, elles ont été montées en batterie et cyclées pour vérifier leur fonctionnement. ➢ L'étude et la réalisation de verres à partir de poudres. Ma fonction annexe a été de réaliser des verres à partir de poudres préparées en boîte à gants afin de mesurer l'impédance complexe pour en déduire la résistance . IV - LES MICROBATTERIES Les microbatteries traditionnelles au lithium Un générateur électrochimique est un système capable de transformer l'énergie chimique en énergie électrique. Il est constitué de deux électrodes séparées par un électrolyte (solide ou liquide) conducteur ionique et isolant électronique. [...]

[...] La partie principale était de type expérimentale ; en effet mon travail consistait à effectuer des dépôt de couches minces de lithium par évaporation thermique. Ensuite, en seconde partie du stage j'ai réalisé les compositions de poudres en boites à gants pour être fondues afin de réaliser des verres. Compte tenu du comportement positif des batteries sur les courbes de cyclage, il semble intéressant et prometteur de continuer cette étude, afin de réaliser une nouvelle génération de microbatterie avec un électrolyte solide. [...]

[...] La distance cible/substrat est fixée à 8cm. La pression dans l'enceinte de pulvérisation est amenée jusqu'à un vide limite de 6.10 -7mbar par une pompe turbo moléculaire. De l'argon a ensuite été introduit jusqu'à une pression de 7.10 -3mbar. Le disque est pesé avant et après pour pouvoir déterminer la masse ainsi déposée de TiS2. Plusieurs dépôts ont été réalisés sur des disques de masses différentes figure 8 : schéma du dispositif de pulvérisation ❖ Dépôt de la couche mince de lithium : Le lithium est déposé par évaporation. [...]

[...] Les électrons transitent par le circuit extérieur. Pendant la charge, les ions lithium effectuent le trajet inverse et les électrons traversent de nouveau, le circuit extérieur. Figure 1 : principe de fonctionnement d'un générateur au lithium Une microbatterie est un accumulateur dont les électrodes sont déposées en couches minces. L'épaisseur totale est d'une dizaine de micromètre et son principe est le même que celui d'une batterie au lithium. Figure 2 : Schéma d'une microbatterie figure 3 : Microbatteries sur substrat souple Les nouvelles microbatteries Une nouvelle structure a été proposée par le groupe, dont le but est de réaliser des microbatteries moins hygroscopiques que celles représentées ci- dessus - Problème de la structure conventionnelle des microbatteries La difficulté de ce procédé est de protéger de l'air la couche de lithium qui se retrouve sur le dessus, rendant la batterie très sensible. [...]

[...] La compétition fait désormais rage au niveau mondial. De nouvelles micro sources d'énergie sont partout dans le monde en cours de développement dans les laboratoires industriels et académiques. Parmi eux, se trouve l'ICMCB (Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux) avec son groupe Ionique du Solide dont les locaux sont situés à l'ENSCPB (Ecole Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux). En 1983, apparaît la première microbatterie au lithium dont les électrodes et l'électrolyte sont déposés en couches minces. [...]