Ingénierie des interfaces dans une batterie tout solide

Une nouvelle génération de batteries appelée batteries tout solide émerge et représente un enjeu majeur dans le développement de dispositifs plus performants tout en ayant une sécurité accrue. Néanmoins, les batteries tout solide font face à de nombreux défis comme la découverte d’un électrolyte solide avec les propriétés idéales (conductivité ionique élevée, sans matériaux critiques, stable et peu coûteux) mais également la nécessité de mettre au point un procédé de mise en forme qui n’altère pas les matériaux. Un nouveau type de matériau appelé oxyde à haute entropie (HEOx) mis en lumière en 2015 avec le composé (Mg,Co,Ni,Cu,Zn)O a démontré des conductivités ioniques très intéressante une fois dopé avec du lithium. Ce matériau semble prometteur en tant qu’électrolyte solide cependant, il contient du cobalt. Le travail de ce manuscrit s’inscrit avec deux axes principaux. Premièrement, la recherche et la caractérisation de nouveaux électrolytes solides à haute entropie sans matériaux critiques. Deuxièmement, l’optimisation de différents procédés de fabrication de batterie tout solide. Ainsi, le remplacement du cobalt des HEOx a été réalisé avec succès. Il a pu être substitué par deux éléments chimiques différents : le manganèse et le fer. Ensuite, nous avons travaillé sur deux méthodes pour fabriquer des batteries tout solide : le pastillage et la double enduction. Ces méthodes nous ont servi à intégrer trois HEOx différents en tant qu’électrolyte solide dans une batterie tout solide complète et dégager des paramètres d’optimisation.