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

Abstract

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.