Caractérisations AvancéeS in SItu / OPerando de micro-batteriES 3D tout solide à ions lithium développées en technologie couche mince ALD – CASSIOPES

Les objectifs du projet CASSIOPES sont doubles. Il s’agira d’une part de développer au sein du projet une micro-batterie lithium ion 3D tout solide, fonctionnelle, en technologie couche mince et performante (Energie > 5 mWh.cm-2) afin de trouver une alternative à la technologie planaire à base de lithium métal, disponible industriellement. Les couches minces de la micro-batterie tout solide Li-ion 3D que nous proposons seront déposées par couche atomique (ALD). D’autre part, les différents matériaux composants notre dispositif (électrodes, électrolyte, couches d’accroche, collecteurs de courant etc…) seront étudiés afin de comprendre les mécanismes réactionnels, et ce de manière dynamique lors du cyclage (in situ / operando) en couplant l’ensemble des techniques de caractérisations disponibles au sein du présent consortium. La technologie de micro-batterie tout solide 3D Li-ion développée dans CASSIOPES permettra d’accroître considérablement la densité d’énergie surfacique disponible en 2D par un facteur 5 à 10. En outre, CASSIOPES permettra de lever plusieurs verrous technologiques listés dans les orientations prioritaires de la Stratégie Nationale de Recherche comme l’instrumentation, la caractérisation in situ, operando et la gestion des interfaces à l’échelle nano et leur fonctionnalisation (orientation 15). De plus, il est à noter que les techniques de caractérisations in situ/operando que nous allons développer dans ce projet, sont pour certaines d’entre elles déjà utilisées dans le monde « des couches massives » mais nécessitent d’être complètement revisitées pour être adaptées au monde « micro/nano » des couches minces pour le stockage électrochimique de l’énergie. Ces techniques figurent comme axe prioritaire du défi 3 « stimuler le renouveau industriel » - axe 4.