Étude et développement de couches minces de type de Si1-xGex pour une utilisation comme électrode négative dans des microbatteries Li-ion

• Auteur / Autrice : Viet-Phong Phan
• Direction : Claude Delmas, Brigitte Pecquenard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Soutenance le 08/04/2010
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac)
• Jury : Président / Présidente : Alain Levasseur
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Delmas, Brigitte Pecquenard, Alain Levasseur, Philippe Barboux, Sylvain Franger, Pierre Bouillon, Frédéric Le Cras, Fabrice Mauvy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Barboux, Sylvain Franger

Mots clés

Mots clés contrôlés

Batteries lithium-ion

Silicium -- Couches minces

Mots clés libres

Silicium

Couches minces

Microbatteries

Li-ion

Résumé

Parmi les différentes micro-sources d'énergie, les microbatteries tout solide au lithium sont de bons candidats pour l’alimentation de systèmes miniaturisés. Ce travail de thèse a consisté à développer et à optimiser le procédé de synthèse par pulvérisation cathodique magnétron d’électrodes en couches minces de type Si1-xGex, dont les propriétés physiques ont été mises en relation avec les performances électrochimiques. Malgré d’importantes variations volumiques de l’électrode, une étude a permis de montrer la faisabilité d’une intégration de ces couches minces dans des microbatteries tout solide de type Si1-xGex /LiPONB/Li compatible avec le solder-reflow. Avec ce type d’empilement, une capacité spécifique élevée de 40 µAh/cm² a été maintenue sur plus de 1500 cycles sous 100 µA/cm². Diverses propositions ont été envisagées afin d’accroître la cyclabilité de ces dispositifs et de permettre la réalisation de microaccumulateurs Li-ion pour des applications en microélectronique.

Abstract