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EP3766089A1 - Porous ceramic for electrolytes used in thin-film electrochemical devices - Google Patents

Porous ceramic for electrolytes used in thin-film electrochemical devices

Info

Publication number
EP3766089A1
EP3766089A1 EP19728503.4A EP19728503A EP3766089A1 EP 3766089 A1 EP3766089 A1 EP 3766089A1 EP 19728503 A EP19728503 A EP 19728503A EP 3766089 A1 EP3766089 A1 EP 3766089A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
deposited
mixture
electrode
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19728503.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Fabien Gaben
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
I Ten SA
Original Assignee
I Ten SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by I Ten SA filed Critical I Ten SA
Publication of EP3766089A1 publication Critical patent/EP3766089A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to the field of electrochemistry, and more particularly the electrochemical systems in thin layers. More specifically, it relates to thin film electrolytes useful in electrochemical systems such as high power batteries (especially lithium ion batteries) or supercapacitors.
  • the invention relates more particularly to an electrolyte comprising a porous inorganic layer impregnated with a phase carrying lithium ions and a process for preparing such a thin-layer electrolyte.
  • the invention also relates to a method of manufacturing an electrochemical device comprising at least one such electrolyte, and the devices thus obtained.
  • a lithium ion battery is an electrochemical component that stores electrical energy. In general, it is composed of one or more elementary cells, and each cell comprises two electrodes of different potentials and an electrolyte. Various types of electrolytes can be used in lithium ion secondary batteries.
  • a cell may comprise two electrodes separated by a polymeric porous membrane (also called “separator") or a porous ceramic membrane impregnated with a liquid electrolyte containing a lithium salt.
  • patent application JP 2002-042792 describes the production of an electrolyte layer on an electrode of a battery.
  • the targeted electrolytes are essentially polymeric membranes such as polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride whose pores are impregnated with a lithium salt such as LiPF 6 .
  • the size of the electrophoretically deposited particles should preferably be less than 1 ⁇ m, and the layer formed preferably has a thickness of less than 10 ⁇ m.
  • the liquid electrolyte migrates both into the porosities contained in the membrane and towards the electrodes and thus ensures the ionic conduction between the electrodes.
  • these polymeric membranes are mechanically fragile and can have their electrical insulation properties altered by the effect of strong electric fields as is the case in batteries charged with electrolyte films of very thin thickness, or under effect of mechanical and vibratory stresses.
  • These polymeric membranes tend to break during charge and discharge cycles, causing the detachment of anode and cathode particles, inducing electrical insulation losses causing short-circuits between the two positive and negative electrodes, which can lead to dielectric breakdown. This phenomenon is accentuated in batteries using porous electrodes.
  • ceramic fillers in the polymer matrix makes it possible to improve the morphological and electrochemical properties of the polymeric electrolytes; these ceramic fillers can be active (such as Li 2 N, UAI 2 O 3 ), in which case they participate in the lithium ion transport process, or be passive (such as Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO), in which case they do not participate in the process of transporting lithium ions.
  • the present invention seeks to remedy at least in part the disadvantages of the prior art mentioned above.
  • the problem that the present invention seeks to solve is to provide electrolytes having a high ionic conductivity, a stable mechanical structure, good thermal stability, a long life, and which do not pose a safety problem.
  • Another problem that the present invention seeks to solve is to provide a method for manufacturing such a thin-layer electrolyte that is simple, safe, fast, easy to implement, easy to industrialize and inexpensive.
  • Another object of the invention is to provide electrolytes for batteries capable of operating reliably and without risk of fire.
  • Another problem is to provide an electrolyte which has no organic binder, because such a binder can, in case of internal short circuit of the battery, cause and feed a fire.
  • Another object of the invention is to provide a rigid structure battery having a high power density capable of mechanically withstanding shocks and vibrations.
  • Another object of the invention is to provide a method of manufacturing an electronic, electrical or electrotechnical device such as a battery, a capacitor, a supercapacitor comprising an electrolyte according to the invention.
  • Another object of the invention is to provide devices such as batteries, lithium ion battery cells, capacitors, supercapacitors with increased reliability and having a long life and can be encapsulated by deposited coatings. by the atomic layer deposition technique (ALD, Atomic Layer Deposition), at elevated temperature and under reduced pressure.
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • Yet another object of the invention is to propose devices such as batteries, lithium ion battery cells, capacitors, supercapacitors, capable of storing a high energy density, to restore this energy with a very high energy density.
  • high power density especially in capacitors or supercapacitors
  • withstand high temperatures have a long life and can be encapsulated by coatings deposited by ALD at high temperature and under reduced pressure.
  • the problem is solved by the use of at least one thin film electrolyte in an electrochemical device such as a lithium ion battery, said electrolyte comprising a porous inorganic layer having an interconnected network of impregnated open pores a phase carrying lithium ions.
  • the porous inorganic layer has a mesoporous structure whose porosity is greater than 25% by volume, preferably greater than 30% by volume.
  • the open pores of said porous inorganic layer have an average diameter D 5 o less than 100 nm, preferably less than 80 nm, preferably between 2 nm and 80 nm, and even more preferably between 2 nm and 50 nm, and a volume greater than 25% of the total volume of said thin-layer electrolyte, and preferably greater than 30%.
  • the open pores of said porous inorganic layer have a volume of between 30% and 50% of the total volume of said thin-film electrolyte.
  • said porous inorganic layer is free of organic binder.
  • the thickness of the electrolyte in a thin layer is less than 10 ⁇ m, preferably between 3 ⁇ m and 6 ⁇ m, and preferably between 2.5 ⁇ m and 4.5 ⁇ m.
  • said porous inorganic layer comprises an electronically insulating material, preferably chosen from Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , and / or a material selected from the group consisting of:
  • ⁇ A 1 is a cation of oxidation + II, preferably Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Y, Gd; and or
  • ⁇ A 2 represents a cation with an oxidation number + III, preferably Al, Fe, Cr, Ga, Ti, La; and or
  • ⁇ (4 T0) represents an anion wherein T is an atom with an oxidation number + IV, located at the center of a tetrahedron formed by the oxygen atoms, and wherein T0 4 advantageously is the anion silicate or zirconate , knowing that all or part of the elements T of a degree of oxidation + IV can be replaced by atoms of a degree of oxidation + III or + V, such as Al, Fe, As, V, Nb, In , Ta;
  • d is between 2 and 10, preferably between 3 and 9, and even more preferably between 4 and 8;
  • x is between 2.6 and 3.4 (preferably between 2.8 and 3.2);
  • y is from 1.7 to 2.3 (preferably from 1.9 to 2.1) and
  • z is from 2.9 to 3.1;
  • the oxynitrides preferably chosen from ⁇ 3 R0 4 -cN 2c / 3, U 4 SiO 4- x N 2x / 3, Li 4 GeO 4 -xN 2x / 3 with 0 ⁇ x ⁇ 4 or U 3 BO 3 -XN 2 X / 3 with 0 ⁇ x ⁇ 3;
  • LiPON lithium oxynitride and phosphorus
  • Li x POyN z Li x POyN z with x ⁇ 2.8 and 2y + 3z ⁇ 7.8 and 0.16 ⁇ z ⁇ 0.4
  • LiPON lithium oxynitrides
  • LIBON lithium oxynitride materials
  • LiSiPON lithium oxynitride, phosphorus and silicon
  • Li1 9Si0 28P1OO1 1 N1 0 o lithium oxynitrides of LiBON, LiBSO, LiSiPON, LiSON, thio-LiSiCON, LiPONB (or B, P and S respectively represent boron, phosphorus and sulfur);
  • LiBSO type such as (1 -x) LiBO 2 -xLi 2 S0 with 0.4
  • the silicates preferably chosen from Li 2 Si 2 O 5 , Li 2 SiO 3 , Li 2 Si 2 O 6 , LiAISiO 4 , Li 4 SiO 4 , LiAISi 20 O;
  • solid electrolytes of anti-perovskite type chosen from: Li 3 OA with a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four of these elements; Li (3-x) M x / 2 OA with 0 ⁇ x ⁇ 3, M a divalent metal, preferably at least one of Mg, Ca, Ba, Sr or a mixture of two or three or four of these elements, a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four of these elements; Li ( 3 x) M 3 x / 3 OA with 0 ⁇ x ⁇ 3, M 3 a trivalent metal, A halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, a mixture of two or three or four of these elements; or LiCOX and Y of the halides as mentioned above in relation to the compounds Lao , if I
  • Lii , 3 Alo , 3Tii , 7 (P0 4 ) 3 , ⁇ i + c AI c M 2 - c (R0 4 ) 3 (where M Ge, Ti, and / or Hf, and where 0 ⁇ x ⁇ 1), Lii + x + y Al x Ti 2-x SiyP 3 -yOi 2 (where 0 ⁇ x ⁇ 1 and 0 ⁇ y ⁇ 1).
  • said pores of the thin-film electrolyte are impregnated with a phase carrying lithium ions, such as an organic solvent or a mixture of solvents in which at least one lithium salt is dissolved, and / or a polymer containing at least one lithium salt, and / or an ionic liquid or a mixture of ionic liquids, possibly diluted with a suitable solvent, containing at least one lithium salt.
  • said pores of the electrolyte are impregnated with a phase carrying lithium ions comprising at least 50% by weight of at least one ionic liquid.
  • Said porous inorganic layer may be made of electrolyte material (or may comprise such a material), that is to say of a material in which the lithium ions have a sufficient mobility.
  • Said porous inorganic layer may consist of a material (or may include such a material) which has neither an electronic conductivity nor an ionic conductivity sufficient for lithium ions.
  • the electrolyte layer is formed by said porous inorganic layer and by said lithium ion carrier phase with which it has been impregnated.
  • this lithium ion carrier phase which alone ensures the ionic conductivity in the electrolyte, whereas in the first case the mobility of the lithium ions within the material of the porous inorganic layer contributes to the ionic conductivity.
  • Said carrier phase of lithium ions must comprise lithium ions.
  • the lithium ions can be dissolved in any suitable solvent.
  • said lithium ion carrier phase may comprise an ionic liquid, possibly diluted with a suitable solvent. It may also include a polymer, which may be dissolved with a suitable solvent, which may be liquid or at least sufficiently viscous to invade the open porosity of the porous inorganic layer.
  • said porous inorganic layer can be deposited by electrophoresis, by the ink-jet printing process (called “ink-jet” in English), by scraping (called “doctor blade” in English), by coating. roll (called “roll coating” in English), by curtain coating (called “curtain coating” in English) or by the dip coating process (called “dip-coating” in English), from a colloidal suspension of nanoparticles of an electronically insulating material or a solid electrolyte material. Preferably, it does not contain a binder. According to an essential characteristic of the invention, this suspension comprises aggregates or agglomerates of primary nanoparticles.
  • Said primary nanoparticles forming aggregates or agglomerates are preferably monodisperse, that is to say their primary diameter has a narrow distribution. This allows a better control of the porosity, and a fortiori of the mesoporosity.
  • the heat treatment leads to the partial coalescence of the nanoparticles of material (phenomenon called "necking"), knowing that the nanoparticles have a high surface energy which is the driving force for this structural modification; the latter occurs at a temperature much lower than the melting point of the material, and after a relatively short treatment time.
  • necking a three-dimensional mesoporous structure is created presenting an interconnected network of open pores, in one piece, free of binder, in which the lithium ions have a mobility that is not slowed down by grain boundaries or binder layers.
  • This partial coalescence of aggregated nanoparticles allows the transformation of aggregates into agglomerates.
  • the partial coalescence of the agglomerated nanoparticles induced by the heat treatment allows the consolidation of the three-dimensional mesoporous structure.
  • This structure also gives good mechanical strength of the layer itself without binder.
  • the aggregates or agglomerates, respectively, can also be obtained directly after hydrothermal synthesis if the suspension is not sufficiently purified: the ionic strength of the suspension then leads to the aggregation or agglomeration of the primary nanoparticles to form particles. aggregated, respectively agglomerated, of larger size.
  • a second subject of the invention is a method of manufacturing a thin-film electrolyte deposited on an electrode, said layer preferably being free of organic binder and preferably having a porosity, preferably mesoporous, greater than 30% by volume. , and even more preferably between 30% and 50% by volume, and said layer having pores with an average diameter D 5 o of less than 100 nm, preferably less than 80 nm and preferably less than 50 nm, said method being characterized by what:
  • step (c) depositing on said electrode a porous inorganic layer by electrophoresis, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating, from a inorganic material particle suspension obtained in step (a);
  • step (e) treating said porous inorganic layer by mechanical compression and / or heat treatment, (f) impregnating said porous inorganic layer obtained in step (e) with a phase carrying lithium ions.
  • Another subject of the invention is a method of manufacturing a thin-film electrolyte deposited on an electrode, said layer preferably being free of organic binder and preferably having a porosity, preferably mesoporous, greater than 30% by volume. , and even more preferably between 30% and 50% by volume, and said layer having pores with an average diameter D 5 o less than 100 nm, preferably less than 80 nm, preferably less than 50 nm, said method being characterized in that
  • the nanoparticles present in said colloidal suspension are destabilized so as to form aggregates or agglomerates of particles having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm, preferably between 100 nm and 200 nm, said destabilization preferably being carried out by adding a destabilizing agent such as a salt, preferably LiOH;
  • step (c) depositing on said electrode a porous inorganic layer by electrophoresis, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating, from said suspension colloidal composition comprising aggregates or agglomerates of particles of at least one inorganic material obtained in step (a2);
  • step (f) impregnating said porous inorganic layer obtained in step (e) with a phase carrying lithium ions.
  • the porous inorganic layer obtained in step (c) has a thickness less than 10 ⁇ m, preferably less than 8 ⁇ m, and even more preferably between 1 ⁇ m and 6 ⁇ m.
  • the porous inorganic layer obtained in step (d) has a thickness less than 10 ⁇ m, preferably between 3 ⁇ m and 6 ⁇ m, and preferably between 2.5 ⁇ m and 4.5 ⁇ m.
  • the primary diameter of said nanoparticles is between 10 nm and 50 nm, preferably between 10 nm and 30 nm.
  • the average pore diameter is between 2 nm and 50 nm, preferably between 6 nm and 30 nm and even more preferably between 8 nm and 20 nm.
  • the electrode is a dense electrode or a porous electrode, preferably a mesoporous electrode.
  • the method according to the invention can be used for the production of electrolytes in thin layers, in electronic, electrical or electrotechnical devices, and preferably in devices selected from the group formed by: batteries, capacitors, supercapacitors, capacitors, resistors, inductors, transistors, photovoltaic cells.
  • Another subject of the invention is a method for manufacturing a thin-film battery according to the invention, and comprising the steps of:
  • anode layer 12 respectively "cathode layer” 22
  • a colloidal suspension comprising aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material, said aggregates or said agglomerates having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm (preferably between 100 nm and 200 nm) )
  • step -3- Drying of the layer thus obtained in step -3-, preferably under a stream of air, -5- Stacking cathode and anode layers, preferably laterally shifted,
  • step -5 Processing the stack of the anode and cathode layers obtained in step -5 by mechanical compression and / or heat treatment so as to juxtapose and assemble the porous inorganic layers present on the anode layers and cathode in order to obtain an all-solid rigid assembly, preferably free of organic binder, -7- Impregnation of the structure obtained in step -6- by a phase carrying lithium ions, preferably by a carrier phase of lithium ions comprising at least 50% by weight of at least one ionic liquid leading to obtaining an assembled stack, preferably a battery.
  • the cathode is a dense electrode or a porous electrode or, preferably, a mesoporous electrode.
  • the anode is a dense electrode or a porous electrode or, preferably, a mesoporous electrode.
  • the dense electrode or the porous electrode or the mesoporous electrode is coated, preferably by an ALD atomic layer deposition method or by chemical deposition in CSD solution of the "Chemical Solution Deposition", of a layer an electronically insulating material, preferably an ionic conductor, preferably having a thickness of less than 5 nm.
  • the cathode is a dense electrode or a dense electrode coated with ALD or CSD with an electronically insulating layer, preferably with an electronically insulating and ionically conductive layer, or a porous electrode or a porous electrode coated with ALD or with CSD of an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer or, preferably, a mesoporous electrode, or a mesoporous electrode coated by ALD or CSD with an electronically insulating layer, preferably a an electronically insulating and ionically conductive layer and / or wherein the anode is a dense electrode or a dense electrode coated by ALD or CSD with an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer, or an electrode porous or porous electrode coated with ALD or CSD with an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer or, preferably, a mesoporous electrode or
  • the cathode and / or the anode is a porous or mesoporous electrode
  • the impregnation of the structure (ie stack treated by mechanical compression and / or heat treatment) by a phase carrying lithium ions at the stage 7 allows impregnation of the porous inorganic layer and said cathode and / or said anode.
  • step -7- one deposits successively, alternately, on the battery:
  • at least a second layer composed of an electrically insulating material by ALD (Atomic Layer Deposition) on said first layer of parylene and / or polyimide,
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • a layer for protecting the battery against mechanical damage of the battery preferably of silicone, epoxy resin or parylene, or polyimide forming, a system encapsulation of the battery
  • the battery thus encapsulated is cut off according to two section planes to expose each of the cutting planes of the anode and cathode connections of the battery, so that the encapsulation system covers four of the six faces of said battery, preferably continuously,
  • a first electronically conducting layer preferably made of metal, preferably deposited by ALD,
  • step -6- alternatively, an assembly system formed by a succession of layers, namely a sequence, preferably of z sequences, is successively deposited on the assembled stack, comprising:
  • a first cover layer preferably selected from parylene, parylene F type, polyimide, epoxy, silicone, polyamide and / or a mixture thereof, deposited on the assembled stack,
  • a second covering layer composed of an electrically insulating material deposited by atomic layer deposition on said first cladding layer
  • this sequence possibly being repeated once z with z> 1, depositing a final cap layer on this succession of layers of a material selected from epoxy resin, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyamide, polyurethane silicone, sol-gel silica or organic silica,
  • a material selected from epoxy resin, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyamide, polyurethane silicone, sol-gel silica or organic silica,
  • cutting is carried out according to two cutting planes, the assembled stack thus encapsulated to expose on each of the cutting planes of the anode and cathode connections of the assembled stack, so that the encapsulation system covers four of the six faces of said stack assembled, preferably continuously, so as to obtain an elementary battery, and after step (7),
  • the layers obtained are thermally treated, preferably by infrared flash lamp, so as to obtain a covering of the cathodic and anodic connections by a layer of metallic copper,
  • this first stack of terminations is successively deposited on and around, a second stack comprising:
  • the anode and cathode connections 50 are on the opposite sides of the stack.
  • Another subject of the invention relates to a battery, preferably a lithium ion battery, comprising at least one thin-film electrolyte according to the invention.
  • Another subject of the invention relates to a supercapacitor comprising at least one thin-film electrolyte according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate various aspects of embodiments of the invention, without limiting its scope.
  • Figure 1 illustrates nanoparticles before ( Figure 1 (a)) and after ( Figure 1 (b)) heat treatment, illustrating the phenomenon of "necking”.
  • FIG. 2 (a) shows a diffractogram
  • FIG. 2 (b) a micrograph obtained by transmission electron microscopy of primary nanoparticles used for depositing the porous electrodes by electrophoresis.
  • FIG. 3 is a diagrammatic view of a cutaway front view of a battery comprising an electrolyte according to the invention and showing the structure of the battery comprising an assembly of elementary cells covered by an encapsulation system and terminations.
  • the size of a particle is defined by its largest dimension.
  • nanoparticle is meant any particle or object of nanometric size having at least one of its dimensions less than or equal to 100 nm.
  • an electronically insulating material or layer preferably an electronically insulating and ionically conductive layer is a material or a layer whose electrical resistivity (resistance to electron passage) is greater than 10 5 W-cm.
  • ionic liquid is meant any liquid salt capable of transporting electricity, differing from all the molten salts by a melting point of less than 100 ° C. Some of these salts remain liquid at room temperature and do not solidify even at very low temperatures. Such salts are called “ionic liquids at room temperature”.
  • mesoporous materials any solid which has within its structure pores called “mesopores” having a size intermediate between that of micropores (width less than 2 nm) and that of macropores (width greater than 50 nm), namely a size between 2 nm and 50 nm.
  • This terminology corresponds to that adopted by IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry), which refers to the skilled person.
  • IUPAC International Union for Pure and Applied Chemistry
  • the term “mesoporous layer” means a layer which has mesopores. As will be explained below, in these layers, the mesopores contribute significantly to the total pore volume; this fact is translated by the expression “mesoporous layer of mesoporous porosity greater than X% by volume” used in the description below where X% is preferably greater than 25%, preferably greater than 30% and even more preferentially between 30 and 50% of the total volume of the layer.
  • aggregate means, according to IUPAC definitions, a loosely bound assembly of primary particles. In this case, these primary particles are nanoparticles having a diameter that can be determined by transmission electron microscopy. Aggregate aggregated primary nanoparticles can normally be destroyed (ie reduced to primary nanoparticles) suspended in a liquid phase under the effect of ultrasound, according to a technique known to those skilled in the art.
  • agglomerate means, according to IUPAC definitions, a strongly bound assembly of primary particles or aggregates.
  • the term “electrolyte layer” refers to the layer within an electrochemical device, this device being capable of operating according to its purpose.
  • the term “electrolyte layer” designates the "porous inorganic layer” impregnated with a phase carrying lithium ions.
  • Said porous inorganic layer in an electrochemical device is here also called a "separator", according to the terminology used by those skilled in the art.
  • the "porous inorganic layer”, preferably mesoporous, can be deposited electrophoretically, by the dipping coating process hereinafter “dip-coating”, by the ink-jet printing process.
  • dipping coating process hereinafter “dip-coating”
  • ink-jet by roll coating (called “roll coating” in English)
  • curtain coating by curtain coating (called “curtain coating” in English) or by scraping hereinafter “doctor blade”
  • this to from a suspension of aggregates or agglomerates of nanoparticles preferably from a concentrated suspension containing agglomerates of nanoparticles.
  • polydisperse nanoparticles leads to the production of a porous structure having a closed porosity. Therefore, the use of these polydisperse nanoparticles is to be proscribed from the process according to the invention.
  • the process according to the invention uses electrophoresis, the ink-jet printing process, the scraping, the roll coating, the curtain coating or the dip-coating of nanoparticle suspensions as a technique for depositing coatings.
  • porous layers preferably mesoporous.
  • particles may undergo wet nanomilling in ethanol; the particles may be ground with zirconia balls (for example with a diameter of 0.3 mm), for a few hours (for example 5 hours), until a primary particle size greater than or equal to 50 nm, preferably greater than 80 nm, more preferably between 50 nm and 150 nm; this avoids the uncontrolled sintering of the deposited layer, which could lead to the formation of dense layers.
  • the conductivity of the suspension remains low, of the order of 20 ⁇ S / cm. One can thus obtain a size distribution which is unimodal, but which can be quite large.
  • the disadvantage of nanomilling is the partial amorphization of the particle in an area close to the surface; this can hinder the treatment of deposited layers from these nanoparticles.
  • the nanoparticles are prepared in suspension directly by precipitation.
  • the synthesis of nanoparticles by precipitation makes it possible to obtain primary nanoparticles of very homogeneous size with a unimodal size distribution i.e. very tight and monodisperse, good crystallinity and purity.
  • the use of these nanoparticles of very homogeneous size and narrow distribution allows to obtain after deposition a porous structure of controlled and open porosity.
  • the porous structure obtained after deposition of these nanoparticles has little, preferably does not have closed pores.
  • the nanoparticles are prepared directly at their primary size by solvothermal or hydrothermal synthesis; this technique makes it possible to obtain nanoparticles with a unimodal and very narrow size distribution; these particles are called here "monodisperse nanoparticles". Moreover, these particles have a very good crystallinity.
  • the size of these non-aggregated or non-agglomerated particles is called their primary size. In the present invention it is preferably less than 100 nm, advantageously between 10 nm and 50 nm, preferably between 10 nm and 30 nm; this favors during the subsequent process steps the formation of a porous network, preferably mesoporous, interconnected, thanks to the phenomenon of "necking".
  • This suspension of monodisperse nanoparticles can be purified to remove any potentially troublesome ions present in the liquid phase. Depending on the degree of purification it can then be specially treated to form aggregates or agglomerates of a controlled size. More specifically, the formation of aggregates or agglomerates results from the destabilization of the suspension caused by ions. If the suspension has been completely purified it is stable, and ions are added for the destabilize, typically in the form of a salt; these ions are preferably lithium ions (added preferably in the form of LiOH).
  • One of the essential aspects for the production of porous layers according to the invention consists in controlling the size of the primary particles used and their degree of aggregation or agglomeration.
  • the material used for the production of porous layers according to the invention is chosen from inorganic materials with low melting point, electronic insulators and stable in contact with the electrodes during the hot pressing steps. The more the materials will be refractory, the more it will be necessary to heat at the electrode / electrolyte interfaces, at high temperatures thus risking modifying the interfaces with the electrode materials, especially by interdiffusion, which generates parasitic reactions and creates problems. depletion layers whose electrochemical properties differ from those found in the same material at greater depth from the interface. Materials comprising lithium are preferred because they make it possible to avoid or even eliminate these phenomena of lium depletion.
  • the material used for the production of porous layers according to the invention is inorganic.
  • the material used for the manufacture of porous inorganic layers according to the invention is an electronically insulating material. It may, preferably, be chosen from GAI 2 0 3 , Si0 2 , Zr0 2 .
  • the material used for the manufacture of porous inorganic layers according to the invention may be an ionic conductive material such as a solid electrolyte comprising lithium in order to limit the modifications at the electrode / electrolyte interfaces.
  • the solid electrolyte material used for the production of a porous inorganic layer may be chosen in particular from:
  • ⁇ A 1 is a cation of oxidation + II, preferably Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Y, Gd; and or
  • ⁇ A 2 represents a cation with an oxidation number + III, preferably Al, Fe, Cr, Ga, Ti, La; and or
  • ⁇ (4 T0) represents an anion wherein T is an atom with an oxidation number + IV, located at the center of a tetrahedron formed by the oxygen atoms, and wherein T0 4 advantageously is the anion silicate or zirconate , knowing that all or part of the elements T of a degree of oxidation + IV can be replaced by atoms of a degree of oxidation + III or + V, such as Al, Fe, As, V, Nb, In , Ta;
  • d is between 2 and 10, preferably between 3 and 9, and even more preferably between 4 and 8;
  • x is between 2.6 and 3.4 (preferably between 2.8 and 3.2);
  • y is from 1.7 to 2.3 (preferably from 1.9 to 2.1) and
  • z is from 2.9 to 3.1;
  • oxynitrides preferably selected from U3PO4- X X N2 / 3, Li 4 Si04- x N2 X / 3, Li 4 Ge0 4 - x N 2x / 3 with 0 ⁇ x ⁇ 4 or U3BO3- N2 X X / 3 with 0 ⁇ x ⁇ 3;
  • LiPON lithium oxynitride and phosphorus
  • Li x PO y N z Li x PO y N z with x ⁇ 2.8 and 2y + 3z ⁇ 7.8 and 0.16 ⁇ z ⁇ 0 , 4, and in particular U2,9PO 3, 3N 0, 46
  • LiPON lithium oxynitrides
  • LIBON lithium oxynitride materials
  • LiSiPON the lithiated compounds based on lithium oxynitride, phosphorus and silicon called “LiSiPON", and in particular Li1 9Si0 28P1OO1 1 N1 0;
  • lithium oxynitrides of LiBON, LiBSO, LiSiPON, LiSON, thio-LiSiCON, LiPONB (or B, P and S respectively represent boron, phosphorus and sulfur);
  • Lithium oxynitrides of LiBSO type such as (1-x) LiB0 2 -x Li 2 S0 4 with 0.4 ⁇ x
  • silicates preferably selected from U2S12O5, Li 2 Si0 3, U2S12O6, LiAISi0 4 U4S1O4, Li AIS12O6;
  • the solid electrolytes of anti-perovskite type chosen from: Li 3 OA with a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four of these elements; Li (3-X) M X / 20A with 0 ⁇ x ⁇ 3, M a divalent metal, preferably at least one of Mg, Ca, Ba, Sr or a mixture of two or three or four of these elements, a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four thereof; ⁇ (3-c) M 3 c / 30A with 0 ⁇ x ⁇ 3, M 3 a trivalent metal, A halide or mixture of halides, preferably at least one element selected from F, mixture of two or three or four of these elements; or UCOX z YY halides as mentioned above in connection with
  • a porous layer of solid electrolytes based on lithiated phosphates between the anodes and cathodes is preferred. These materials have relatively low melting points, and the particles weld relatively well at moderate temperatures. Moreover, the fact that they already contain inserted lithium prevents lithium from diffusing into the material during assembly, which could create areas of depletion on the surface.
  • a layer having a porosity is obtained. open, with an average pore diameter of less than 100 nm, preferably less than 80 nm, preferably between 2 nm and 80 nm, and even more preferably between 2 nm and 50 nm.
  • the porous inorganic layer can be deposited electrophoretically, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating.
  • the process according to the invention can use the electrophoresis of nanoparticle suspensions as a technique for depositing the porous layers.
  • the process of depositing layers from a suspension of nanoparticles is known per se (see, for example, EP 2 774 208 B1).
  • the deposition by electrophoresis is done by the application of an electric field between the substrate on which the deposit is made, and a counter electrode, allowing to put the charged particles of the colloidal suspension in motion, and to deposit them on the substrate.
  • polar nanoparticles are preferably used, and / or the colloidal suspension advantageously has a Zeta potential in absolute value greater than 25 mV.
  • the electrophoresis deposition is made from a suspension of particles of inorganic material suitable for use as a porous inorganic layer according to the invention, on a substrate having a sufficient electrical conductivity.
  • a substrate having a sufficient electrical conductivity may be a metal substrate, for example a metal sheet (such as a stainless steel sheet with a thickness of about 5 ⁇ m), or a polymeric sheet or not metal having a conductive surface (for example coated with a layer of metal or a layer of a conductive oxide, such as a layer of ITO, which has the advantage of also acting as a diffusion barrier ).
  • the inorganic material can be electrophoretically deposited on a layer of electrode material (anode or cathode). Said layer of electrode material may have been deposited for example on a conductive substrate of metal foil type or polymer sheet coated with a conductive layer.
  • a counter-electrode is placed in the suspension and a voltage is applied between the substrate and the counterelectrode.
  • the electrophoretic deposition rate is a function of the applied electric field and the electrophoretic mobility of the particles of the suspension and can be very high. For an applied voltage of 200 V, the deposition rate can reach about 10 pm / min.
  • the inventor has found that this technique makes it possible to deposit very homogeneous layers over very large areas (provided that the concentrations of particles and electric fields are homogeneous on the surface of the substrate). It lends itself as well to a continuous strip process, as in a batch process on plates.
  • the porous inorganic layer preferably mesoporous, is deposited on an anode layer 12 and / or a cathode layer 22 themselves formed on a conductive substrate serving as a current collector by an appropriate method, and / or directly on a sufficiently conducting substrate serving as a current collector.
  • This current collector substrate may be metallic, for example a metal sheet, or a metallized polymeric or non-metallic sheet (i.e. coated with a metal layer).
  • the substrate is preferably selected from strips of titanium, copper, nickel or stainless steel.
  • the metal sheet may be coated with a layer of noble metal, in particular chosen from gold, platinum, palladium, titanium or alloys containing predominantly at least one or more of these metals, or a layer of material ITO type conductor (which has the advantage of also acting as a diffusion barrier).
  • a layer of noble metal in particular chosen from gold, platinum, palladium, titanium or alloys containing predominantly at least one or more of these metals, or a layer of material ITO type conductor (which has the advantage of also acting as a diffusion barrier).
  • the liquid phases carrying lithium ions which impregnate the pores are in direct contact with the current collector.
  • these liquid phases carrying lithium ions are in contact with the metal substrates and polarized at very anode potentials for the cathode and very cathodic for the anode, these liquid phases carrying lithium ions are susceptible to induce a dissolution of the current collector.
  • the titanium strip will, like aluminum, anodize and its oxide layer will prevent any parasitic reactions dissolution of titanium in contact with the liquid electrolyte.
  • titanium has a much higher melting point than aluminum, fully solid electrodes according to the invention can be produced directly on this type of strip.
  • Stainless steel can also be used as a current collector, especially when it contains titanium or aluminum as an alloying element, or when it has a thin layer of protective oxide on the surface.
  • substrates serving as current collector may be used such as less noble metal strips coated with a protective coating, to avoid the possible dissolution of these strips induced by the presence of electrolytes on contact.
  • These less noble metal strips may be copper strips, nickel or strip of metal alloys such as stainless steel strips, Fe-Ni alloy strips, Be-Ni-Cr alloy, alloy Ni-Cr or Ni-Ti alloy.
  • the coating that can be used to protect substrates serving as current collectors can be of different kinds. It can be a:
  • ⁇ thin layer obtained by vacuum deposition particularly by physical vapor deposition (PVD or for English physical vapor deposition) or by chemical vapor deposition (CVD or for English Chemical vapor deposition), the same material as that of the electrode,
  • Thin metal layer dense, flawless, such as a thin layer of gold, titanium, platinum, palladium, tungsten or molybdenum. These metals can be used to protect current collectors because they have good conduction properties and can withstand heat treatments in the subsequent electrode manufacturing process.
  • This layer can in particular be made by electrochemistry, PVD, CVD, evaporation, ALD,
  • ⁇ carbon thin film such as diamond-like carbon, graphic, deposited by ALD, PVD, CVD or by inking a sol-gel solution to obtain after heat treatment a inorganic layer doped with carbon to make it conductive, layer conductive oxides, such as a layer of ITO (indium-tin oxide) only deposited on the cathode substrate because the oxides are reduced to low potentials,
  • ITO indium-tin oxide
  • ⁇ layer of conductive nitrides such as TiN layer only deposited on the cathode substrate because nitrides insert the lithium at low potentials.
  • the coating that can be used to protect the substrates serving as current collectors must be electronically conductive so as not to interfere with the operation of the electrode subsequently deposited on this coating, making it too resistive.
  • the maximum dissolution currents measured on the substrates, at the operating potentials of the electrodes, expressed in mA / cm 2 must be 1000 times lower than the surface capacities.
  • electrodes expressed in pAh / cm 2 The porous inorganic layer, preferably mesoporous, is deposited on an anode layer 12 and / or a cathode layer 22. The deposition of a layer of material by electrophoresis allows a perfect overlap of the surface of the electrode layer whatever its geometry, the presence of roughness defects. It therefore makes it possible to guarantee the dielectric properties of the layer.
  • high frequency current pulses are applied because this avoids the formation of bubbles on the surface of the electrodes and the variations of the electric field in the suspension during the deposition.
  • the thickness of the porous inorganic layer thus deposited is advantageously less than 10 ⁇ m, preferably less than 8 ⁇ m, and is even more preferably between 1 ⁇ m and 6 ⁇ m.
  • the porous inorganic layer according to the invention does not comprise an organic binder.
  • Nanoparticles of an inorganic material can be deposited by the so-called “dip-coating” process, regardless of the chemical nature of the nanoparticles used. This deposition process is preferred when the inorganic nanoparticles are little or not electrically charged. In order to obtain a layer of a desired thickness, the dip-coating deposition step of the inorganic nanoparticles followed by the step of drying the layer obtained are repeated as much as necessary.
  • the dip-coating deposition process is a simple, safe, easy to implement, industrialize process; it makes it possible to obtain a homogeneous and compact final layer.
  • nanoparticles are deposited on an anode layer 12 and / or a cathode layer 22 themselves formed on a conductive substrate serving as a current collector by an appropriate method, and / or directly on a sufficiently conducting substrate serving as a collector of as in previous section 3. 5. Treatment and properties of deposited layers
  • the layers After they have been deposited, the layers must be dried; the drying must not induce the formation of cracks. For this reason it is preferred to perform it under conditions of controlled humidity and temperature.
  • the dried layers can be consolidated by a pressing step and / or heat treatment.
  • this mechanical (i.e. mechanical compression) and / or thermal treatment leads to a partial coalescence of the primary nanoparticles in the aggregates or agglomerates, and between adjacent aggregates or agglomerates; this phenomenon is called “necking" or "neck training". It is characterized by the partial coalescence of two particles in contact, which remain separated but connected by a neck (retreint); this is illustrated schematically in FIG. 1.
  • a three-dimensional network of interconnected particles is formed; this network has an open porosity formed by interconnected pores.
  • the size of these pores is advantageously in the mesopore range, that is to say between 2 nm and 50 nm.
  • the open pores of said porous inorganic layer have a volume greater than 25%, preferably greater than 30% of the total volume of said porous inorganic layer.
  • the pore volume of the porous inorganic layer is less than 25%, a three-dimensional network of interconnected particles can not be obtained; the layer obtained in this case has a closed porosity that does not allow the structure to be subsequently impregnated with a phase carrying lithium ions.
  • the temperature required to obtain "necking” depends on the material; given the diffusive nature of the phenomenon that leads to necking, the duration of the treatment depends on the temperature.
  • this heat treatment if it is carried out at a sufficient temperature, for example 350 53, also makes it possible to eliminate any organic residues resulting from the process for manufacturing the suspension of nanoparticles or solvents.
  • the heat treatment and / or the pressing is advantageously carried out during subsequent manufacturing steps for other purposes; this is described in section 6 below in relation to the manufacture of batteries.
  • One of the aims of the invention is to provide new thin-layer electrolytes for batteries secondary to lithium ions.
  • a battery with an electrolyte comprising a porous inorganic layer.
  • a suspension of nanoparticles of precursor material of a porous inorganic layer may be prepared by the solvothermal route, in particular the hydrothermal route, which leads directly to nanoparticles of good crystallinity.
  • the porous inorganic layer is deposited by electrophoresis, by the ink-jet printing process, by scraping, by roll coating, by curtain coating or dip-coating on a cathode layer 22 covering a substrate 21 and / or on an anode layer 12 covering a substrate 11; in both cases said substrate 11, 21 must have sufficient conductivity to act as a cathode or anode current collector, respectively.
  • the assembly of the cell formed by an anode layer, the porous inorganic layer and a cathode layer is carried out by hot pressing, preferably under an inert atmosphere.
  • the temperature is advantageously between 300 ° C. and 500 ° C., preferably between 350 ° C. and 450 ° C.
  • the pressure is advantageously between 40 MPa and 100 MPa.
  • the hot pressing can be carried out for example at 350 ° C and 100 MPa.
  • this cell which is completely solid and rigid, and which contains no organic material, is impregnated by immersion in a phase carrying lithium ions. Because of the open porosity and the small size of the porosities (especially when the size D 5 O of the pores is less than 50 nm), the impregnation in the whole of the cell (electrodes and separator) is done by capillarity.
  • a particularly preferred separator is a Li 3 Al 0, 4Sci , 6 (PO 4) 3 separator having a mesoporosity. Details on the impregnation are given in section 7 below.
  • the carrier phase of lithium ions may contain, for example, LiPF 6 or LiBF 4 dissolved in an aprotic solvent, or an ionic liquid containing lithium salts. It is also possible to use ionic liquids, optionally dissolved in a suitable solvent, and / or mixed with organic electrolytes.
  • LiPF 6 dissolved in EC / DMC can be mixed at 50% by mass with an ionic liquid containing lithium salts of LiTFSI type: PYR14TFSI (1: 9 molar ratio). It is also possible to produce mixtures of ionic liquids that can operate at low temperature, for example the LiTFSI: PYR13FSI: PYR14TFSI mixture (molar ratio 2: 9: 9).
  • EC is the current abbreviation for ethylene carbonate (CAS # 96-49-1).
  • DMC is the current abbreviation for dimethyl carbonate (CAS No. 616-38-6).
  • LITFSI is the current abbreviation for lithium bis-trifluoromethanesulfonimide (CAS RN: 90076-65-6).
  • PYR13FSI is the current abbreviation of N-Propyl-N-methylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) imide.
  • PYR14TFSI is the current abbreviation for 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide.
  • step (5) treatment of the stack of the anode and cathode layers obtained in step (5) by mechanical compression and / or heat treatment so as to juxtapose and assemble the porous inorganic layers present on the anode layers and cathode,
  • an electrolytic solution such as an ionic liquid comprising a lithium salt or a phase carrying lithium ions, preferably with a carrier phase of lithium ions comprising at least 50% by weight of at least one ionic liquid, to obtain a battery.
  • the battery obtained is completely rigid, even when at least one ionic liquid is used, the latter being nanoconfigured in the pores of the porous layers.
  • the average primary diameter D 5 o of the nanoparticles forming the aggregates or agglomerates of said suspension may be less than or equal to 50 nm, and in this case this suspension is preferably prepared by precipitation or by solvothermal synthesis. It may also be greater than 50 nm, preferably between 50 nm and 150 nm and in this case may be used suspensions obtained by wet grinding.
  • the anode and cathode layers may be dense electrodes, ie electrodes having a volume porosity of less than 20%, porous electrodes, preferably having an interconnected network of open pores or mesoporous electrodes, preferably having a interconnected network of open mesopores.
  • porous electrodes preferably mesoporous
  • parasitic reactions can occur between the electrodes and the electrolyte; these reactions are at least partially irreversible.
  • a very thin layer of an electronically insulating material which is preferably an ionic conductor, is applied to the porous, preferably mesoporous, electrode layer in order to block these parasitic reactions.
  • a very thin layer of an electronically insulating material which is preferably an ionic conductor, is applied to the electrode layer in order to reduce the interfacial resistance existing between the electrode and the electrode. dense electrode and electrolyte.
  • This layer of electronically insulating material which is preferably an ionic conductor, advantageously has an electronic conductivity of less than 10 -8 S / cm.
  • this deposit is made at least on one face of the electrode, whether it is porous or dense, which forms the interface between the electrode and the electrolyte.
  • This layer may for example be alumina, silica, or zirconia.
  • this layer of an electronically insulating material may be an ionic conductor, which advantageously has an electronic conductivity of less than 10 8 S / cm.
  • This material must be chosen so as not to insert, at the operating voltages of the battery, lithium but only to transport it. It is possible to use, for example, U3PO4, U3BO3, lithium lanthanum zirconium oxide (called "LLZO”), such as Li 7 La 3 Zr 2 0i 2 , which have a wide range of operating potential.
  • LLZO lithium lanthanum zirconium oxide
  • lithium lanthanum titanium oxide such as Li 3x La 2/3-x TiO 3
  • lithium aluminum titanium phosphate abbreviated “LATP”
  • LAGP lithium aluminum germanium phosphate
  • This deposit further improves the performance of lithium ion batteries comprising at least one electrode, whether porous or dense.
  • this deposit makes it possible to reduce the faradic reactions of interface with the electrolytes. These parasitic reactions are all the more important as the temperature is high; they cause reversible and / or irreversible losses of capacity.
  • dense electrodes in contact with the electrolyte it also makes it possible to limit the interface resistances related to the appearance of space charges.
  • this deposit is made by a technique allowing a coating coating (also called “compliant deposit”), i.e. a deposit that faithfully reproduces the atomic topography of the substrate on which it is applied.
  • a coating coating also called “compliant deposit”
  • the ALD deposition technique is layer by layer, by a cyclic process, and allows a coating coating that faithfully reproduces the topography of the substrate; it covers the entire surface of the electrodes.
  • This coating coating typically has a thickness between 1 nm and 5 nm.
  • the CSD deposition technique makes it possible to produce a coating which faithfully reproduces the topography of the substrate; it covers the entire surface of the electrodes.
  • This coating coating typically has a thickness less than 5 nm, preferably between 1 nm and 5 nm.
  • the primary diameter D 5 o of the particles of electrode material used to produce them is at least 10 nm to prevent the layer of the insulating material electronically, preferably ionic conductor, does not block the open porosity of the electrode layer.
  • the layer of an electronically insulating material preferably an ionic conductor, must only be deposited on electrodes that do not contain an organic binder. Indeed the deposition by ALD is carried out at a temperature typically between 100 ° C and 300 53. At this temperature the organic materials forming the binder (for example the polymers contained in the electrodes made by ink casting tape) are likely to break down and will pollute the ALD reactor. On the other hand, the presence of residual polymers in contact with the electrode active material particles can prevent the ALD coating from coating all of the particle surfaces, which affects its effectiveness.
  • an electronically insulating material preferably an ionic conductor
  • an alumina layer with a thickness of the order of 1.6 nm may be suitable.
  • the electrode is a cathode it can be made from a cathode material P chosen from:
  • the electrode is an anode it can be made from anode material P chosen from: carbon nanotubes, graphene, graphite;
  • lithium iron phosphate (of typical formula LiFePO 4 );
  • Si a Sn b Y y N z with a> 0, b> 0, a + b ⁇ 2, 0 ⁇ y ⁇ 4, 0 ⁇ z ⁇ 3) also called SiT
  • SiSn 0.87 Oi, 2 Ni, 7 2 as well as the oxynitride carbides of the formula Si a Sn b C c OyN z with a> 0, b> 0, a + b ⁇ 2, 0 ⁇ c ⁇ 10, 0 ⁇ y ⁇ 24, 0 ⁇ z ⁇ 17;
  • the composite oxides TiNb 2 0 7 comprising between 0% and 10% by mass of carbon, preferably the carbon being chosen from graphene and carbon nanotubes.
  • an electrolyte according to the invention can be produced on dense, porous, preferably mesoporous electrodes, coated or not with a layer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor by ALD or by chemical solution, known under the acronym CSD ("Chemical” Solution Deposition "), an electrolyte according to the invention can be produced.
  • an electronically insulating material preferably an ionic conductor by ALD or by chemical solution, known under the acronym CSD (“Chemical” Solution Deposition "
  • this battery advantageously contains a porous, preferably mesoporous layer of anode and a cathode layer, and an electrolyte according to the invention.
  • the layers of anodes and cathodes, coated or not with an ALD layer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor, and then covered with a porous inorganic layer are hot-pressed to promote the assembly of the cell without inducing sintering.
  • the deposits remain porous and can be subsequently impregnated with an electrolytic solution, avoiding any risk of a subsequent short circuit.
  • a battery comprising at least one porous electrode, preferably mesoporous and an electrolyte according to the invention has increased performance, including a high power density.
  • a lithium ion battery according to the invention comprising at least one porous electrode, preferably mesoporous. This process comprises the steps of:
  • step (8) drying the layer thus obtained in step (7), preferably under a stream of air,
  • step (10) or step (1 1) Impregnation of the structure obtained in step (10) or step (1 1) by a lithium ion carrier phase leading to obtaining an impregnated structure, preferably a cell.
  • said aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material have a mean diameter of between 80 nm and 300 nm, preferably between 100 nm and 200 nm.
  • phase carrying lithium ions.
  • This phase may be a solution formed by a lithium salt dissolved in an organic solvent or a mixture of organic solvents, and / or dissolved in a polymer containing at least one lithium salt, and / or dissolved in an ionic liquid (ie a molten lithium salt) containing at least one lithium salt.
  • This phase can also be a solution formed from a mixture of these components.
  • the porous electrodes are capable of absorbing a liquid phase by simple capillarity when the average diameter D 5 o of the pores is between 2 nm and 80 nm, preferably between 2 nm and 50 nm, preferably between 6 nm and 30 nm, preferably between 8 nm and 20 nm. This effect is quite unexpected and is particularly favored with the decrease of the pore diameter of these electrodes.
  • the pores of the porous electrode are impregnated with an electrolyte, preferably a phase carrying lithium ions such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent or a mixture of organic solvents containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid.
  • an electrolyte preferably a phase carrying lithium ions such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent or a mixture of organic solvents containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid.
  • phase may be a solution formed by a lithium salt dissolved in an organic solvent or a mixture of organic solvents, and / or dissolved in a polymer containing at least one lithium salt, and / or dissolved in an ionic liquid (ie a molten lithium salt) containing at least one lithium salt.
  • This phase can also be a solution formed from a mixture of these components.
  • the porous inorganic layers according to the invention are capable of absorbing a liquid phase by simple capillarity. This quite unexpected effect is specific to porous inorganic layer deposits according to the invention; it is particularly favored when the average diameter D 5 o of the mesopores is between 2 nm and 80 nm, preferably between 2 nm and 50 nm, preferably between 6 nm and 30 nm, and even more preferably between 8 nm and 20 nm.
  • the porous inorganic layer has a porosity and preferably a mesoporous porosity, greater than 30%, the average pore diameter D 5 o less than 50 nm, and a primary particle diameter less than 30 nm.
  • Its thickness is advantageously less than 10 ⁇ m, preferably between 3 ⁇ m and 6 ⁇ m, and preferably between 2.5 ⁇ m and 4.5 ⁇ m, so as to reduce the final thickness of the battery without reducing its properties. It is free of binder. Its pores are impregnated with an electrolytic solution, such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent or a mixture of organic solvents containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid.
  • an electrolytic solution such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent or a mixture of organic solvents containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid.
  • the porosity preferably mesoporous, is between 35% and 50%, and even more preferably between 40% and 50%.
  • the "nanoconfined” or “nanopiégé” liquid in the porosities, and in particular in the mesoporosities, can no longer stand out. It is linked by a phenomenon called here "absorption in the mesoporous structure" (which does not seem to have been described in the literature in the context of lithium ion batteries) and it can not go out even when the cell is evacuated . The battery is then considered almost solid.
  • the carrier phase of lithium ions may be an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted with an organic solvent or with a mixture of solvents organic compounds containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid.
  • the ionic liquid consists of a cation associated with an anion; this anion and this cation are chosen so that the ionic liquid is in the liquid state in the operating temperature range of the accumulator.
  • the ionic liquid has the advantage of having high thermal stability, reduced flammability, nonvolatility, low toxicity and good wettability of ceramics, which are materials that can be used as electrode materials.
  • the mass percentage of ionic liquid contained in the lithium ion carrier phase may be greater than 50%, preferably greater than 60% and even more preferably greater than 70%, and this in contrast to lithium ion batteries.
  • lithium of the prior art where the mass percentage of ionic liquid in the electrolyte must be less than 50% by mass so that the battery retains a high capacity and a high voltage discharge and a good stability in cycling. Above 50% by mass the capacity of the battery of the prior art is degraded, as indicated in the application US 2010/209 783 A1. This can be explained by the presence of polymeric binders within the electrolyte of the battery of the prior art; these binders are weakly wetted by the ionic liquid inducing poor ionic conduction within the carrier phase of lithium ions thus causing degradation of the capacity of the battery.
  • Batteries using a porous electrode according to the invention are preferably free of binder. As a result, these batteries can employ a phase carrying lithium ions comprising more than 50% by mass of at least one ionic liquid without degrading the final capacity of the battery.
  • the carrier phase of lithium ions may comprise a mixture of several ionic liquids.
  • the ionic liquid may be a type 1-ethyl-3-methylimidazolium cation (also called EMI +) and / or n-propyl-n-methylpyrrolidinium (also called PYRi3 + ) and / or n-butyl-n- methylpyrrolidinium (also called PYR I4 + ), associated with bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (TFSL) and / or bis (fluorosulfonyl) imide (FSI) anions.
  • EMI + type 1-ethyl-3-methylimidazolium cation
  • PYRi3 + n-propyl-n-methylpyrrolidinium
  • PYR I4 + n-butyl-n- methylpyrrolidinium
  • a lithium salt such as LiTFSI may be dissolved in the ionic liquid which serves as a solvent or in a solvent such as ⁇ -butyrolactone.
  • ⁇ -Butyrolactone prevents the crystallization of ionic liquids inducing a greater temperature operating range of the latter, especially at low temperatures.
  • the carrier phase of lithium ions may be an electrolytic solution comprising PYR14TFSI and LiTFSI; these abbreviations will be defined below.
  • the lithium ion carrier phase may comprise a solid electrolyte such as LiBH 4 or a mixture of LiBH 4 with one or more selected compounds. among LiCl, Lil and LiBr.
  • LiBH 4 is a good conductor of lithium and has a low melting point facilitating its impregnation in porous electrodes, especially by soaking. Due to its extremely reducing properties, LiBH 4 is not widely used as an electrolyte.
  • the use of a protective film on the surface of the porous lithiated phosphate electrodes prevents the reduction of the electrode materials, in particular cathode materials, by the LiBH 4 and avoids the degradation of the electrodes.
  • the carrier phase of lithium ions comprises at least one ionic liquid, preferably at least one ionic liquid at ambient temperature, such as PYR14TFSI, optionally diluted in at least one solvent, such as ⁇ -butyrolactone.
  • the carrier phase of lithium ions comprises between 10% and 40% by weight of a solvent, preferably between 30 and 40% by weight of a solvent, and even more preferably between 30 and 40% by weight of y-butyrolactone. .
  • the carrier phase of lithium ions comprises more than 50% by weight of at least one ionic liquid and less than 50% of solvent, which limits the risks of safety and ignition in the event of malfunction of the batteries comprising such carrier phase of lithium ions.
  • the carrier phase of lithium ions comprises:
  • the carrier phase of lithium ions may be an electrolytic solution comprising PYR14TFSI, LiTFSI and g-butyrolactone, preferably an electrolytic solution comprising approximately 90% by weight of PYR14TFSI, 0.7 M of LiTFSI and 10% by mass of y-butyrolactone.
  • the battery 1 or the assembly a rigid multilayer system consisting of one or more assembled cells, optionally impregnated with a phase carrying lithium ions, must then be encapsulated by a suitable method to ensure its protection vis-à-vis of the atmosphere.
  • the encapsulation system comprises at least one layer, and preferably represents a stack of several layers. If the encapsulation system is composed of a single layer, it must be deposited by ALD or be in parylene and / or polyimide. These encapsulation layers must be chemically stable, withstand high temperatures and be impermeable to the atmosphere (barrier layer).
  • the battery or the assembly may be covered with an encapsulation system formed by a stack of several layers, namely a sequence, preferably z sequences, comprising:
  • a first covering layer preferably chosen from parylene, type F parylene, polyimide, epoxy resins, silicone, polyamide and / or a mixture thereof, deposited on the stack of sheets of anode and cathode,
  • a second covering layer composed of an electrically insulating material deposited by depositing atomic layers on said first covering layer.
  • This sequence can be repeated z times with z> 1.
  • This multilayer sequence has a barrier effect. The more the sequence of the encapsulation system will be repeated, the more this barrier effect will be important. It will be all the more important that the thin films deposited will be numerous.
  • the first covering layer is a polymeric layer, for example silicone (deposited for example by impregnation or plasma-enhanced chemical vapor deposition from hexamethyldisiloxane (HMDSO)), or epoxy resin, or polyimide , polyamide, or poly-para-xylylene (better known as parylene), preferably based on parylene and / or polyimide.
  • This first covering layer makes it possible to protect the sensitive elements of the battery of its environment.
  • the thickness of said first cover layer is preferably between 0.5 ⁇ m and 3 ⁇ m.
  • the first covering layer may be parylene type C, parylene type D, parylene type N (CAS 1633-22-3), type F parylene or a mixture of parylene type C, D , N and / or F.
  • Parylene also known as polyparaxylylene or poly (p-xylylene)
  • Parylene is a dielectric, transparent, semi-crystalline material which exhibits high thermodynamic stability, excellent solvent resistance and very low permeability. Parylene also has barrier properties to protect the battery from its external environment. The protection of the battery is increased when this first covering layer is made from parylene type F. It can be deposited under vacuum, by a technique of chemical vapor deposition (CVD).
  • This first encapsulation layer is advantageously obtained from the condensation of gaseous monomers deposited by chemical vapor deposition (CVD) on the surfaces, which makes it possible to have a conformal, thin and uniform covering of all the surfaces. accessible from the object. It makes it possible to follow the variations of volume of the battery during its operation and facilitates the clean cutting of the batteries due to its elastic properties.
  • the thickness of this first encapsulation layer is between 2 ⁇ m and 10 ⁇ m, preferably between 2 ⁇ m and 5 ⁇ m and even more preferably around 3 ⁇ m. It makes it possible to cover all the accessible surfaces of the stack, to close only on the surface access to the pores of these accessible surfaces and to standardize the chemical nature of the substrate. The first cover layer does not enter the pores of the battery or the assembly, the size of the deposited polymers being too large for them to enter the pores of the stack.
  • This first covering layer is advantageously rigid; it can not be considered a soft surface.
  • the encapsulation can thus be carried out directly on the stacks, the coating being able to penetrate all the available cavities.
  • the battery can undergo vacuum treatments.
  • a first layer of parylene such as a layer of parylene C, of parylene D, a layer of parylene N (CAS No. 1633-22-3) or a layer comprising a mixture of parylene is deposited.
  • Parylene also known as polyparaxylylene or poly (p-xylylene)
  • Parylene is a dielectric, transparent, semi-crystalline material with high thermodynamic stability, excellent solvent resistance and very low permeability. .
  • This parylene layer protects the sensitive elements of the battery from their environment. This protection is increased when this first encapsulation layer is made from N. parylene.
  • a first polyimide layer is deposited. This layer of polyimide protects the sensitive elements of the battery of their environment.
  • the first encapsulation layer consists of a first layer of polyimide, preferably about 1 ⁇ m thick on which is deposited a second layer of parylene, preferably about 2 pm thick. This protection is increased when this second layer of parylene, Preferably about 2 ⁇ m thick is made from parylene N.
  • the polyimide layer associated with the parylene layer improves the protection of the sensitive elements of the battery of their environment.
  • this first layer when it is based on parylene, does not have sufficient stability in the presence of oxygen.
  • this first layer when this first layer is based on polyimide, it does not have a sufficient seal, especially in the presence of water. For these reasons, a second layer is deposited which coats the first layer.
  • a second covering layer composed of an electrically insulating material may be deposited by a conformal deposition technique, such as the deposition of atomic layers (ALD) on the first layer.
  • ALD atomic layers
  • the growth of the layer deposited by ALD is influenced by the nature of the substrate.
  • a layer deposited by ALD on a substrate having different zones of different chemical natures will have an inhomogeneous growth, which can cause a loss of integrity of this second protective layer.
  • This second layer deposited on the first layer of parylene and / or polyimide protects the first layer of parylene and / or polyimide against the air and improves the life of the encapsulated battery.
  • ALD deposition techniques are particularly well suited to cover surfaces with a high roughness in a completely sealed and compliant manner. They make it possible to produce conformal layers, free of defects, such as holes (so-called "pinhole free” layers) and represent very good barriers. Their WVTR coefficient is extremely low. The WVTR coefficient (water vapor transmission rate) is used to evaluate the water vapor permeance of the encapsulation system. The lower the WVTR coefficient, the more the encapsulation system is watertight. By way of example, an Al 2 O 3 layer of 100 nm thick deposited by ALD exhibits a water vapor permeation of 0.00034 g / m 2 d.
  • the second covering layer may be ceramic material, vitreous material or glass-ceramic material, for example in the form of oxide, Al 2 0 3 type , nitride, phosphates, oxynitride, or siloxane.
  • This second covering layer has a thickness of less than 200 nm, preferably between 5 nm and 200 nm, more preferably between 10 nm and 100 nm, between 10 nm and 50 nm, and even more preferably of the order of about fifty nanometers.
  • This second covering layer deposited by ALD makes it possible, on the one hand, to seal the structure, ie to prevent the migration of water inside the structure and, on the other hand, to protect the first one.
  • covering layer preferably of parylene and / or polyimide, preferably of type F parylene, of the atmosphere in order to avoid its degradation.
  • a third covering layer is deposited on the second covering layer or on an encapsulation system formed by a stack of several layers as described above, namely a sequence, preferably z sequences. encapsulation system with z> 1, to increase the protection of the battery cells of their external environment.
  • this third layer is made of polymer, for example silicone (deposited for example by impregnation or plasma-enhanced chemical vapor deposition from hexamethyldisiloxane (HMDSO, CAS No. 107-46-0)), or epoxy resin, or parylene, or polyimide.
  • the encapsulation system may comprise an alternating succession of layers of parylene and / or polyimide, preferably about 3 ⁇ m thick, and layers composed of an electrically insulating material such as inorganic layers deposited conformally by ALD as previously described to create a multi-layer encapsulation system.
  • the encapsulation system may advantageously comprise a first layer of parylene and / or polyimide, preferably about 3 ⁇ m thick, a second layer composed of an electrically isolator, preferably an inorganic layer, ALD-conformally deposited on the first layer, a third layer of parylene and / or polyimide, preferably about 3 ⁇ m thick deposited on the second layer and a fourth layer composed of of an electrically insulating material conformably deposited by ALD on the third layer.
  • the battery or assembly thus encapsulated in this sequence of the encapsulation system can then be coated with a final covering layer so as to mechanically protect the thus encapsulated stack and possibly give an aesthetic appearance.
  • This last layer of cover protects and improves the life of the battery.
  • this last covering layer is also chosen to withstand a high temperature, and has sufficient mechanical strength to protect the battery during its subsequent use.
  • the thickness of this last covering layer is between 1 ⁇ m and 50 ⁇ m. Ideally, the thickness of this last cover layer is about 10-15 pm, such a range of thickness can protect the battery against mechanical damage.
  • this last covering layer is deposited on an encapsulation system formed by a stack of several layers as described above, namely a sequence, preferably z sequences of the encapsulation system with z> 1, preferably on this alternating succession of layers of parylene and / or polyimide, preferably about 3 ⁇ m thick and inorganic layers deposited in a conformal manner by ALD, to increase the protection of the battery cells of their external environment and to protect them against mechanical damage.
  • This last encapsulation layer preferably has a thickness of about 10-15 ⁇ m.
  • This last covering layer is preferably based on epoxy resin, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyamide, polyurethane, silicone, sol-gel silica or organic silica.
  • this last covering layer is deposited by dipping.
  • this last layer is made of polymer, for example silicone (deposited for example by dipping or plasma-enhanced chemical vapor deposition from hexamethyldisiloxane (HMDSO)), or epoxy resin, or parylene, or polyimide.
  • silicone deposited for example by dipping or plasma-enhanced chemical vapor deposition from hexamethyldisiloxane (HMDSO)
  • HMDSO hexamethyldisiloxane
  • an injection of a silicone layer typically thickness about 15 ⁇ m
  • encapsulation of the battery is performed on four of the six faces of the stack. The encapsulation layers surround the periphery of the stack, the rest of the protection against the atmosphere being provided by the layers obtained by the terminations.
  • the thus encapsulated stack is then cut according to section planes making it possible to obtain unitary battery components, with the exposure on each of the section planes of the anode and cathode connections 50 of the battery, so that the encapsulation system 30 covers four of the six faces of said battery, preferably continuously, so that the system can be assembled without welding, the other two faces of the battery being subsequently coated by the terminations 40.
  • the stack thus encapsulated and cut can be impregnated, under anhydrous atmosphere, with a phase carrying lithium ions such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent. or a mixture of organic solvents containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid, as presented in paragraph 10 of the present application.
  • the impregnation may be carried out by dipping in an electrolytic solution such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent or a mixture of organic solvents containing a lithium salt that may be different from that dissolved in the liquid. ionic.
  • the ionic liquid returns instantly by capillarity in the porosities.
  • terminations 40 are added to establish the electrical contacts necessary for the proper functioning of the battery.
  • the battery comprises terminations 40 at the level where the cathodic current collectors, respectively anodic, are apparent.
  • the anode connections and the cathode connections are on the opposite sides of the stack.
  • On and around these connections 50 is deposited a termination system 40.
  • the connections can be metallized using plasma deposition techniques known to those skilled in the art, preferably by ALD and / or immersion in an epoxy resin conductive (charged with silver) and / or a molten tin bath.
  • the terminations consist of a stack of layers successively comprising a first thin layer of electronically conductive coating, preferably metallic, deposited by ALD, a second layer of silver-filled epoxy resin deposited on the first layer and a third layer.
  • the first conductive layer deposited by ALD serves to protect the battery section from moisture.
  • This first conductive layer deposited by ALD is optional. It increases the battery life of the battery by reducing the WVTR at the termination.
  • This first thin covering layer may in particular be metallic or based on metal nitride.
  • the second epoxy resin layer loaded with silver allows to provide "flexibility" to the connection without breaking the electrical contact when the electric circuit is subjected to thermal and / or vibratory stresses.
  • the third layer of tin metallization serves to ensure the solderability of the battery.
  • this third layer may be composed of two layers of different materials.
  • This layer is made of nickel and is made by electrolytic deposition.
  • the nickel layer serves as a thermal barrier and protects the remainder of the diffusion component during the reflow assembly steps.
  • the last layer, deposited on the nickel layer is also a metallization layer, preferably tin to make the compatible interface assemblies by reflow.
  • This layer of tin can be deposited either by dipping in a bath of molten tin or by electrodeposition; these techniques are known as such.
  • Such a layer can be made by electrodeposition instead of tin.
  • the terminations 40 may consist of a stack of layers successively comprising a layer of silver-filled epoxy resin and a second layer based on tin or nickel deposited on the first layer.
  • the terminations 40 may consist of a stack of layers successively comprising a silver-filled epoxy resin layer, a second nickel-based layer deposited on the first layer and a third layer based on tin or copper.
  • the terminations 40 consist, in the vicinity of the cathode and anode connections, of a first stack of layers successively comprising a first layer of a graphite-loaded material, preferably a graphite filled epoxy resin. and a second layer comprising metallic copper obtained from an ink charged with copper nanoparticles deposited on the first layer.
  • This first stack of terminations is then sintered by infra-red flash lamp so as to obtain a covering of the cathodic and anodic connections by a layer of metallic copper.
  • the terminations may additionally comprise a second stack of layers disposed on the first stack of terminations successively comprising a first layer of deposited tin-zinc alloy, preferably by dipping. in a bath of molten tin-zinc, in order to ensure the sealing of the battery at a lower cost and a second layer based on electrodeposited pure tin or a second layer comprising an alloy based on silver, palladium and copper deposited on this first layer of second stack.
  • the terminations 40 make it possible to resume the alternately positive and negative electrical connections on each end of the battery. These terminations 40 make it possible to make the electrical connections in parallel between the different battery elements. For this, only the cathode connections 50 exit on one end, and the anode connections 50 are available on another end.
  • a lithium ion battery according to the invention is manufactured by the method comprising the following steps:
  • a colloidal suspension comprising aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material, said aggregates or agglomerates having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm (preferably between 100 nm and 200 nm),
  • step (3) depositing on at least said electrode a porous inorganic layer by electrophoresis, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating, from a suspension of particles of inorganic material obtained in step (1);
  • step (5) optionally, said porous inorganic layer obtained in step (5) is impregnated with a phase carrying lithium ions.
  • a stack comprising an alternating succession of cathode and anode layers in thin layers, preferably laterally offset, so that at least one porous inorganic layer is disposed between a cathode layer and a layer anode
  • step (9) optionally, the assembled stack obtained in step (8) comprising said porous inorganic layer is impregnated with a phase carrying lithium ions.
  • a first cover layer preferably selected from parylene, parylene F type, polyimide, epoxy, silicone, polyamide and / or a mixture thereof, deposited on the assembled stack,
  • a second covering layer composed of an electrically insulating material deposited by atomic layer deposition on said first cladding layer
  • a final covering layer is deposited on this succession of layers of a material chosen from epoxy resin, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyamide, polyurethane, silicone, sol-gel silica or silica; organic,
  • the assembled stack thus encapsulated is cut off according to two cutting planes so as to expose each of the cutting planes of the anode and cathode connections of the assembled stack, so that the encapsulation system covers four of the six faces of said stack assembled, preferably in a continuous manner, so as to obtain an elementary battery,
  • the elementary battery encapsulated and cut by a phase carrying lithium ions is impregnated,
  • the layers obtained are thermally treated, preferably by infrared flash lamp, so as to obtain a covering of the cathodic and anodic connections by a layer of metallic copper,
  • this first stack of terminations is successively deposited on and around, a second stack comprising: ⁇ a first layer of a tin-zinc alloy deposited, preferably by immersion in a tin-zinc molten bath to ensure the sealing of the battery at a lower cost, and
  • the deposition of a layer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor, by ALD or by chemical solution deposition CSD of the "Chemical Solution Deposition” may be carried out after treatment of the porous inorganic layer with mechanical compression and / or heat treatment, after consolidation of the stack by mechanical compression and / or heat treatment to obtain an assembled stack or after cutting into two cutting planes, the stack assembled to expose on each cutting planes the anode and cathode connections of the assembled stack.
  • This deposition of a layer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor is advantageously carried out before any step of impregnating the porous inorganic layer with a phase carrying lithium ions.
  • This deposit preferably has a thickness of less than 5 nm.
  • the impregnation of the porous inorganic layer with a phase carrying lithium ions can be carried out after treatment of the porous inorganic layer by mechanical compression and / or heat treatment, after consolidation of the stack by mechanical compression and / or heat treatment for obtaining an assembled stack or after cutting according to two section planes, the assembled stack for exposing on each of the section planes the anode and cathode connections of the assembled stack.
  • a lithium ion battery according to the invention is manufactured by the same method as that indicated above, except for step 1) which comprises the following steps:
  • (1 a) supplies a colloidal suspension comprising nanoparticles of at least one inorganic material P of average primary diameter D 5 o less than or equal to 50 nm;
  • the nanoparticles present in said colloidal suspension are destabilized so as to form aggregates or agglomerates of particles with a mean diameter of between 80 nm and 300 nm, preferably between 100 nm and 200 nm, said destabilization being preferably by adding a destabilizing agent such as a salt, preferably LiOH.
  • a destabilizing agent such as a salt, preferably LiOH.
  • the anode and cathode connections are on the opposite sides of the stack. All embodiments relating to the assembly of the battery, the impregnation of the porous inorganic layer, the deposition of the encapsulation system and the terminations described above can be combined independently of each other, moment that this combination is realistic for the skilled person.
  • EXAMPLE 1 Production of a Mesoporous Electrolyte Layer Based on Li 3 PO 4 Filtered on a Cathode Layer a. Production of a suspension of nanoparticles of U 3 P0 4
  • solution B 4.0584 g of H 3 PO was diluted in 105.6 ml of water, then 45.6 ml of ethanol was added to this solution in order to obtain a second solution, hereinafter referred to as solution B.
  • Solution B was then added, with vigorous stirring, to solution A.
  • the reaction medium was homogenized for 5 minutes and then kept for 10 minutes with magnetic stirring. It was allowed to settle for 1 to 2 hours. The supernatant was discarded and the remaining suspension was centrifuged for 10 minutes at 6000 rpm. Then 300 ml of water were added to return the precipitate in suspension (use of a sonotrode, magnetic stirring). Under vigorous stirring, 125 ml of a solution of sodium tripolyphosphate at 10Og / l was added to the colloidal suspension thus obtained. The suspension has thus become more stable. The suspension was then sonicated to using a sonotrode. The suspension was then centrifuged for 15 minutes at 8000 rpm. The pellet was then redispersed in 150 ml of water. Then the suspension obtained was again centrifuged for 15 minutes at 8000 rpm and the pellets obtained redispersed in 300 ml of ethanol in order to obtain a suspension capable of producing electrophoretic deposition.
  • a suspension of crystalline nanoparticles of UC0O2 was prepared by hydrothermal synthesis.
  • the reaction mixture was carried out by adding 20 ml of a 0.5M aqueous solution of cobalt nitrate hexahydrate added with stirring in 20 ml of a 3M solution of lithium hydroxide monohydrate followed a dropwise addition of 20 ml of 50% H 2 0 2 .
  • the reaction mixture was placed in an autoclave at 200 ° C for 1 hour; the pressure in the autoclave reached about 15 bars.
  • a black precipitate was obtained in suspension in the solvent. This precipitate was subjected to a succession of centrifugation - redispersion steps in water, until a suspension with a conductivity of about 200 pS / cm 2 and a zeta potential of -30 mV was obtained.
  • the size of the primary particles was of the order of 10 nm to 20 nm and the aggregates had a size between 100 nm and 200 nm.
  • the product has been characterized by X-ray diffraction and electron microscopy.
  • a suspension of Li 4 Ti 2 O 12 nanoparticles was prepared by glycothermal synthesis: 190 ml of 1,4-butanediol was poured into a beaker, and 4.25 g of lithium acetate was added with stirring. The solution was stirred until acetate is dissolved complement. 16.9 g of titanium butoxide were taken under an inert atmosphere and introduced into the acetate solution. The solution was then stirred for a few minutes before being transferred to an autoclave previously filled with an additional 60 ml of butanediol. The autoclave was then closed and purged with nitrogen for at least 10 minutes. The autoclave was then heated to 300 at 535 / min and held at this temperature for 2 hours with stirring. At the end, it was allowed to cool, still stirring.
  • Porous thin layers of U3PO4 were then electrophoretically deposited on the surface of the anode and cathode previously prepared by applying an electric field of 20V / cm to the previously obtained U3PO4 nanoparticle suspension, for 90 seconds to obtain a layer of thickness of about 1.5 ⁇ m. This layer was air dried at 12053 to remove any traces of organic residues, and then calcined at 35053 for one hour in air.
  • the stack was placed under a pressure of 1.5 MPa and then dried under vacuum for 30 minutes at 10 -3 bar.
  • the platens of the press were then heated to 450 ° C with a speed of 4 q C / seconds.
  • the stack was then heat-compressed under a pressure of 45 MPa for 1 minute, after which the system was cooled to room temperature.
  • This assembly was then impregnated in an electrolytic solution comprising PYR14TFSI and 0.7M LiTFSI.
  • the ionic liquid returned instantly by capillarity in the pores.
  • the system was kept immersed for 1 minute, then the surface of the cell stack was dried by an N 2 slide.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a thin-film electrolyte in an electrochemical device such as a lithium-ion battery, said electrolyte comprising a porous inorganic layer impregnated with a phase carrying lithium ions, characterized in that said porous inorganic layer has an interconnected network of open pores.

Description

CÉRAMIQUE POREUSE POUR ELECTROLYTES UTILISÉE DANS DES DISPOSITIFS ELECTRO-CHIMIQUES EN COUCHES MINCES  POROUS CERAMIC FOR ELECTROLYTES USED IN THIN-FILM ELECTROCHEMICAL DEVICES

Domaine technique de l'invention Technical field of the invention

L’invention concerne le domaine de l’électrochimie, et plus particulièrement les systèmes électrochimiques en couches minces. Elle concerne plus précisément les électrolytes en couches minces utilisables dans des systèmes électrochimiques tels que des batteries à haute puissance (notamment des batteries à ions de lithium) ou des supercondensateurs. L’invention concerne plus particulièrement un électrolyte comprenant une couche inorganique poreuse imprégnée d’une phase porteuse d’ions de lithium et un procédé de préparation d’un tel électrolyte en couche mince. L’invention concerne également un procédé de fabrication d‘un dispositif électrochimique comprenant au moins un tel électrolyte, et les dispositifs ainsi obtenus.  The invention relates to the field of electrochemistry, and more particularly the electrochemical systems in thin layers. More specifically, it relates to thin film electrolytes useful in electrochemical systems such as high power batteries (especially lithium ion batteries) or supercapacitors. The invention relates more particularly to an electrolyte comprising a porous inorganic layer impregnated with a phase carrying lithium ions and a process for preparing such a thin-layer electrolyte. The invention also relates to a method of manufacturing an electrochemical device comprising at least one such electrolyte, and the devices thus obtained.

État de la technique State of the art

Une batterie à ions de lithium est un composant électrochimique qui permet de stocker de l'énergie électrique. De manière générale, elle est composée d’une ou plusieurs cellules élémentaires, et chaque cellule comprend deux électrodes de potentiels différents et un électrolyte. Divers types d’électrolytes peuvent être employés dans des batteries secondaires à ions de lithium. Une cellule peut comprendre deux électrodes séparées par une membrane poreuse polymérique (appelés aussi « séparateur ») ou une membrane poreuse céramique imprégnée d’un électrolyte liquide contenant un sel de lithium.  A lithium ion battery is an electrochemical component that stores electrical energy. In general, it is composed of one or more elementary cells, and each cell comprises two electrodes of different potentials and an electrolyte. Various types of electrolytes can be used in lithium ion secondary batteries. A cell may comprise two electrodes separated by a polymeric porous membrane (also called "separator") or a porous ceramic membrane impregnated with a liquid electrolyte containing a lithium salt.

A titre d’exemple, la demande de brevet JP 2002-042792 décrit la réalisation d’une couche d’électrolyte sur une électrode d’une batterie. Les électrolytes visés sont essentiellement des membranes polymériques tels que l’oxyde de polyéthylène, le polyacrylonitrile, le poly(fluorure de vinylidène) dont les pores sont imprégnés par un sel de lithium tel que le LiPF6. Selon l’enseignement de ce document, la taille des particules déposées par électrophorèse doit être inférieure de préférence à 1 pm, et la couche formée a de préférence une épaisseur inférieure à 10 pm. Dans un tel système, l’électrolyte liquide migre à la fois dans les porosités contenues dans la membrane et vers les électrodes et assure ainsi la conduction ionique entre les électrodes. By way of example, patent application JP 2002-042792 describes the production of an electrolyte layer on an electrode of a battery. The targeted electrolytes are essentially polymeric membranes such as polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride whose pores are impregnated with a lithium salt such as LiPF 6 . According to the teaching of this document, the size of the electrophoretically deposited particles should preferably be less than 1 μm, and the layer formed preferably has a thickness of less than 10 μm. In such a system, the liquid electrolyte migrates both into the porosities contained in the membrane and towards the electrodes and thus ensures the ionic conduction between the electrodes.

Dans le but de réaliser des batteries en couches minces de forte puissance et de réduire la résistance au transport des ions de lithium entre les deux électrodes, on a cherché à augmenter la porosité de la membrane polymérique. Cependant l’accroissement de la porosité des matrices polymériques facilite la précipitation de dendrites de lithium métallique dans les pores de la membrane polymérique pendant les cycles de charge et de décharge de la batterie. Ces dendrites sont à l’origine de courts-circuits internes au sein de la cellule pouvant induire un risque d’emballement thermique de la batterie. On sait que ces membranes polymériques imprégnées d’un électrolyte liquide présentent une plus faible conductivité ionique que l’électrolyte liquide utilisé. Afin de faciliter la conduction ionique entre les électrodes et l’électrolyte, des membranes polymériques de faible épaisseur ont été employées. Cependant, ces membranes polymériques sont mécaniquement fragiles et peuvent voir leurs propriétés d’isolation électrique altérées sous l’effet de forts champs électriques comme c’est le cas dans les batteries chargées avec des films d’électrolytes de très fine épaisseur, ou sous l’effet de sollicitations mécaniques et vibratoires. Ces membranes polymériques ont tendance à se briser lors des cycles de charge et de décharge, provoquant le détachement de particules d’anode et de cathode, induisant des pertes d’isolation électriques provoquant des courts-circuits entre les deux électrodes positive et négative, pouvant conduire au claquage diélectrique. Ce phénomène est d’ailleurs accentué dans des batteries utilisant des électrodes poreuses. In order to make thin-film batteries of high power and to reduce the resistance to transport of the lithium ions between the two electrodes, it has been sought to increase the porosity of the polymeric membrane. However, the increase in the porosity of the polymeric matrices facilitates the precipitation of lithium metal dendrites in the pores of the polymeric membrane during the charge and discharge cycles of the battery. These dendrites are the cause of internal short circuits within the cell which can induce a risk of thermal runaway of the battery. It is known that these polymer membranes impregnated with a liquid electrolyte have a lower ionic conductivity than the liquid electrolyte used. In order to facilitate the ionic conduction between the electrodes and the electrolyte, thin polymeric membranes have been employed. However, these polymeric membranes are mechanically fragile and can have their electrical insulation properties altered by the effect of strong electric fields as is the case in batteries charged with electrolyte films of very thin thickness, or under effect of mechanical and vibratory stresses. These polymeric membranes tend to break during charge and discharge cycles, causing the detachment of anode and cathode particles, inducing electrical insulation losses causing short-circuits between the two positive and negative electrodes, which can lead to dielectric breakdown. This phenomenon is accentuated in batteries using porous electrodes.

Pour améliorer la résistance mécanique, Ohara a proposé, notamment dans la demande de brevet EP 1049188 A1 et le brevet EP 1 424 743 B1 , d’utiliser des électrolytes composés d’une membrane polymérique contenant des particules vitrocéramiques conductrices des ions de lithium.  To improve the mechanical strength, Ohara proposed, in particular in the patent application EP 1049188 A1 and the patent EP 1 424 743 B1, to use electrolytes composed of a polymer membrane containing glass-ceramic particles conducting lithium ions.

Par ailleurs, il est connu de Maunel et al. (Polymer 47 (2006) p.5952-5964) que l’ajout de charges céramiques dans la matrice polymère permet d’améliorer les propriétés morphologiques et électrochimiques des électrolytes polymériques ; ces charges céramiques peuvent être actives (tels que Li2N, UAI2O3), dans quel cas elles participent au processus de transport des ions de lithium, ou être passives (tels que Al203, Si02, MgO), dans quel cas elles ne participent pas au processus de transport des ions de lithium. La taille des particules et les caractéristiques des charges céramiques influent sur les propriétés électrochimiques des électrolytes, voir Zhang et al., « Flexible and ion- conducting membrane electrolytes for solid-state lithium batteries : Dispersions of garnet nanoparticles in insulating POE » , NanoEnergy, 28 (2016) p.447-454. Toutefois, ces membranes sont relativement fragiles et se brisent facilement sous l’effet de contraintes mécaniques induites lors de l’assemblage des batteries. Moreover, it is known from Maunel et al. (Polymer 47 (2006) p.5952-5964) that the addition of ceramic fillers in the polymer matrix makes it possible to improve the morphological and electrochemical properties of the polymeric electrolytes; these ceramic fillers can be active (such as Li 2 N, UAI 2 O 3 ), in which case they participate in the lithium ion transport process, or be passive (such as Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO), in which case they do not participate in the process of transporting lithium ions. Particle size and characteristics of ceramic fillers affect the electrochemical properties of electrolytes, see Zhang et al., "Flexible and ion-conducting membrane electrolytes for solid-state lithium batteries: Dispersions of garnet nanoparticles in insulating POE," NanoEnergy, 28 (2016) p.447-454. However, these membranes are relatively fragile and break easily under the effect of mechanical stresses induced during assembly of the batteries.

La présente invention cherche à remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur évoqués ci-dessus. The present invention seeks to remedy at least in part the disadvantages of the prior art mentioned above.

Plus précisément, le problème que la présente invention cherche à résoudre est de proposer des électrolytes ayant une conductivité ionique élevée, une structure mécanique stable, une bonne stabilité thermique, une durée de vie importante, et qui ne posent pas de problème de sécurité. Un autre problème que la présente invention cherche à résoudre est de fournir un procédé de fabrication d’un tel électrolyte en couche mince qui soit simple, sûr, rapide, facile à mettre en oeuvre, facile à industrialiser et peu coûteux. More specifically, the problem that the present invention seeks to solve is to provide electrolytes having a high ionic conductivity, a stable mechanical structure, good thermal stability, a long life, and which do not pose a safety problem. Another problem that the present invention seeks to solve is to provide a method for manufacturing such a thin-layer electrolyte that is simple, safe, fast, easy to implement, easy to industrialize and inexpensive.

Un autre objectif de l’invention est de proposer des électrolytes pour des batteries capables de fonctionner de manière fiable et sans risque d’incendie.  Another object of the invention is to provide electrolytes for batteries capable of operating reliably and without risk of fire.

Un autre problème est de fournir un électrolyte qui ne comporte pas de liant organique, car un tel liant peut, en cas de court-circuit interne de la batterie, provoquer et nourrir un incendie.  Another problem is to provide an electrolyte which has no organic binder, because such a binder can, in case of internal short circuit of the battery, cause and feed a fire.

Un autre but de l’invention est de fournir une batterie de structure rigide ayant une forte densité de puissance capable de résister mécaniquement aux chocs et aux vibrations. Another object of the invention is to provide a rigid structure battery having a high power density capable of mechanically withstanding shocks and vibrations.

Un autre but de l’invention est de fournir un procédé de fabrication d’un dispositif électronique, électrique ou électrotechnique tel qu’une batterie, un condensateur, un supercondensateur comprenant un électrolyte selon l’invention. Another object of the invention is to provide a method of manufacturing an electronic, electrical or electrotechnical device such as a battery, a capacitor, a supercapacitor comprising an electrolyte according to the invention.

Un autre objectif de l’invention est de proposer des dispositifs tels que des batteries, des cellules de batteries à ions de lithium, des condensateurs, des supercondensateurs présentant une fiabilité accrue et possédant une durée de vie élevée et pouvant être encapsulés par des revêtements déposés par la technique du dépôt de couches atomiques (ALD, Atomic Layer Déposition), à température élevée et sous pression réduite.  Another object of the invention is to provide devices such as batteries, lithium ion battery cells, capacitors, supercapacitors with increased reliability and having a long life and can be encapsulated by deposited coatings. by the atomic layer deposition technique (ALD, Atomic Layer Deposition), at elevated temperature and under reduced pressure.

Encore un autre but de l’invention est de proposer des dispositifs tels que des batteries, des cellules de batteries à ions de lithium, des condensateurs, des supercondensateurs, capables de stocker une forte densité d’énergie, de restituer cette énergie avec une très forte densité de puissance (notamment dans les condensateurs ou supercondensateurs), de résister à des températures élevées, d’avoir une durée de vie élevée et pouvant être encapsulés par des revêtements déposés par ALD à température élevée et sous pression réduite. Yet another object of the invention is to propose devices such as batteries, lithium ion battery cells, capacitors, supercapacitors, capable of storing a high energy density, to restore this energy with a very high energy density. high power density (especially in capacitors or supercapacitors), withstand high temperatures, have a long life and can be encapsulated by coatings deposited by ALD at high temperature and under reduced pressure.

Objets de l’invention Objects of the invention

Selon l’invention le problème est résolu par l’utilisation d’au moins un électrolyte en couche mince dans un dispositif électrochimique tel qu’une batterie à ions de lithium, ledit électrolyte comprenant une couche inorganique poreuse ayant un réseau interconnecté de pores ouverts imprégnés d’une phase porteuse d’ions de lithium. De préférence, la couche inorganique poreuse présente une structure mésoporeuse dont la porosité est supérieure à 25 % en volume, de préférence supérieure à 30 % en volume. Avantageusement, les pores ouverts de ladite couche inorganique poreuse présentent un diamètre moyen D5o inférieur à 100 nm, de préférence inférieur à 80 nm, préférentiellement compris entre 2 nm et 80 nm, et encore plus préférentiellement compris entre 2 nm et 50 nm, et un volume supérieur à 25 % du volume total dudit électrolyte en couche mince, et de préférence supérieur à 30 %. According to the invention the problem is solved by the use of at least one thin film electrolyte in an electrochemical device such as a lithium ion battery, said electrolyte comprising a porous inorganic layer having an interconnected network of impregnated open pores a phase carrying lithium ions. Preferably, the porous inorganic layer has a mesoporous structure whose porosity is greater than 25% by volume, preferably greater than 30% by volume. Advantageously, the open pores of said porous inorganic layer have an average diameter D 5 o less than 100 nm, preferably less than 80 nm, preferably between 2 nm and 80 nm, and even more preferably between 2 nm and 50 nm, and a volume greater than 25% of the total volume of said thin-layer electrolyte, and preferably greater than 30%.

Avantageusement, les pores ouverts de ladite couche inorganique poreuse présentent un volume compris entre 30 % et 50 % du volume total dudit électrolyte en couche mince. Advantageously, the open pores of said porous inorganic layer have a volume of between 30% and 50% of the total volume of said thin-film electrolyte.

De préférence, ladite couche inorganique poreuse est exempte de liant organique. Preferably, said porous inorganic layer is free of organic binder.

Avantageusement, l’épaisseur de l’électrolyte en couche mince est inférieure à 10 pm, de préférence comprise entre 3 pm et 6 pm, et préférentiellement comprise entre 2,5 pm et 4,5 pm.  Advantageously, the thickness of the electrolyte in a thin layer is less than 10 μm, preferably between 3 μm and 6 μm, and preferably between 2.5 μm and 4.5 μm.

Avantageusement, ladite couche inorganique poreuse comprend un matériau isolant électroniquement, de préférence choisi parmi l’AI203, Si02, Zr02, et/ou un matériau sélectionné dans le groupe formé par : Advantageously, said porous inorganic layer comprises an electronically insulating material, preferably chosen from Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , and / or a material selected from the group consisting of:

o les grenats de formule Lid A\ A2 y(T04)z où o garnets of formula Li d A \ A 2 y (T0 4 ) z where

A1 représente un cation de degré d’oxydation +II, de préférence Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Y, Gd ; et où A 1 is a cation of oxidation + II, preferably Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Y, Gd; and or

A2 représente un cation de degré d’oxydation +III, de préférence Al, Fe, Cr, Ga, Ti, La ; et où A 2 represents a cation with an oxidation number + III, preferably Al, Fe, Cr, Ga, Ti, La; and or

(T04) représente un anion dans lequel T est un atome de degré d’oxydation +IV, situé au centre d’un tétraèdre formé par les atomes d’oxygène, et dans lequel T04 représente avantageusement l’anion silicate ou zirconate, sachant que tout ou partie des éléments T d’un degré d’oxydation +IV peuvent être remplacés par des atomes d’un degré d’oxydation +III ou +V, tels que Al, Fe, As, V, Nb, In, Ta ; (4 T0) represents an anion wherein T is an atom with an oxidation number + IV, located at the center of a tetrahedron formed by the oxygen atoms, and wherein T0 4 advantageously is the anion silicate or zirconate , knowing that all or part of the elements T of a degree of oxidation + IV can be replaced by atoms of a degree of oxidation + III or + V, such as Al, Fe, As, V, Nb, In , Ta;

sachant que : d est compris entre 2 et 10, préférentiellement entre 3 et 9, et encore plus préférentiellement entre 4 et 8 ; x est être compris entre 2,6 et 3,4 (de préférence entre 2,8 et 3,2) ; y est compris entre 1 ,7 et 2,3 (de préférence entre 1 ,9 et 2,1 ) et z est compris entre 2,9 et 3,1 ; knowing that: d is between 2 and 10, preferably between 3 and 9, and even more preferably between 4 and 8; x is between 2.6 and 3.4 (preferably between 2.8 and 3.2); y is from 1.7 to 2.3 (preferably from 1.9 to 2.1) and z is from 2.9 to 3.1;

o les grenats, de préférence choisi parmi : le Li7La3Zr20i2; le Li6La2BaTa20i2 ; le Li5,5La3Nbi,75ln0 25Oi2 ; le Li5La3M20i2 avec M = Nb ou Ta ou un mélange des deux composés ; le U7-xBaxLa3-xM20i2 avec 0<x<1 et M = Nb ou Ta ou un mélange des deux composés ; le Li7-xLa3Zr2-xMxOi2 avec 0<x<2 et M = Al, Ga ou Ta ou un mélange de deux ou trois de ces composés ; garnet, preferably chosen from: Li 7 La 3 Zr 2 0i 2 ; Li 6 2 2 bata 0i 2; Li 5,5 Li 3 Nbi , 75 ln 0 25 Oi 2 ; Li 5 La 3 M 2 0i 2 with M = Nb or Ta or a mixture of two compounds; U 7-x Ba x 3-x M 2 O 12 with 0 <x <1 and M = Nb or Ta or a mixture of the two compounds; Li 7-x La 3 Zr 2-x M x O 12 with 0 <x <2 and M = Al, Ga or Ta or a mixture of two or three of these compounds;

o les phosphates lithiés, de préférence choisi parmi : les phosphates lithiés de type NaSICON, le Li3P04 ; le LiP03 ; le Li3AI0,4Sci ,6(P04)3 appelés « LASP » ; le Lii ,2Zn ,9Cao,i (P04)3 ; le LiZr2(P04)3 ; le Ui+3xZr2(Pi-xSix04)3 avec 1 ,8 < x < 2,3 ; le ϋi+6cZG2(Ri-cBcq4)3 avec 0 < x < 0,25 ; le Li3(Sc2-xMx)(P0 )3 avec M=AI ou Y et 0lithiated phosphates, preferably chosen from: lithium-type phosphates of the NaSICON type, Li 3 PO 4 ; LiPO 3 ; Li 3 AI 0.4 Sci , 6 (PO 4 ) 3 called "LASP"; Li 1 , Zn , 9 Cao , (PO 4 ) 3 ; LiZr 2 (PO 4 ) 3 ; U 1 + 3 x Zr 2 (P x x Si x O 4 ) 3 with 1, 8 <x <2.3; the ϋi + 6c ZG2 (Ri-cB c q4) 3 with 0 <x <0.25; Li3 (Sc 2 -xM x ) (P0) 3 with M = AI or Y and 0

< x < 1 ; le Lii+xMx(Sc)2-x(P04)3 avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et 0 < x < 0,8 ; le Lii+xMx(Gai-yScy)2-x(P04)3 avec 0 < x £ 0,8 ; 0 £ y < 1 et M= Al ou Y ou un mélange des deux composés; le Lii+xMx(Ga)2-x(P0 )3 avec M = Al, Y ou un mélange des deux composés et 0 < x < 0,8 ; le Li1+xAlxTi2- x(P04)3 avec 0 < x < 1 appelés « LATP » ; ou le Lii+xAlxGe2-x(P0 )3 avec 0 < x < 1 appelés « LAGP » ; ou le Lii+x+zMx(Gei-yTiy)2-xSizP3-zOi2 avec 0<x<0,8 et 0<y<1 ,0 et 0<z<0,6 et M= Al, Ga ou Y ou un mélange de deux ou trois de ces composés ; le Li3+y(Sc2-xMx)QyP3-yOi2 avec M = Al et/ou Y et Q = Si et/ou Se, 0 < x < 0,8 et 0 < y < 1 ; ou le Lii+x+yMxSc2-xQyP3-yOi2 avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et Q = Si et/ou Se, 0 < x < 0,8 et 0 < y < 1 ; ou le Lii+x+y+zMx(Gai-yScy)2-xQzP3-zOi2 avec 0 < x < 0,8 , 0 < y < 1 , 0 < z < 0,6 avec M = Al ou Y ou un mélange des deux composés et Q= Si et/ou Se ; ou le ϋi+cZG2- XBX(P04)3 avec 0 < x < 0,25 ; ou le Lii+xZr2-xCax(P04)3 avec 0 < x < 0,25 ; ou UI +XM3 XM2-XP30I 2 avec 0 < x < 1 et M3= Cr, V, Ca, B, Mg, Bi et/ou Mo, M = Sc, Sn, Zr, Ht, Se ou Si, ou un mélange de ces composés ; <x <1; Li 1 + x M x (Sc) 2-x (PO 4) 3 with M = Al, Y, Ga or a mixture of the three compounds and 0 <x <0.8; Li 1 + x M x (Ga 1-y S y) 2-x (PO 4 ) 3 with 0 <x 0.8; 0 £ y <1 and M = Al or Y or a mixture of the two compounds; Li 1 + x M x (Ga) 2-x (PO 3 ) with M = Al, Y or a mixture of the two compounds and 0 <x <0.8; Li 1 + x Al x Ti 2-x (PO 4 ) 3 with 0 <x <1 called "LATP"; or Lii + x AlxGe 2 -x (P0) 3 with 0 <x <1 called "LAGP"; or Lii + x + z Mx (Gei-yTiy) 2-xSizP3-zOi2 with 0 <x <0.8 and 0 <y <1, 0 and 0 <z <0.6 and M = Al, Ga or Y or a mixture of two or three of these compounds; Li 3 + y (Sc 2-x M x) Q y P 3- y O 12 with M = Al and / or Y and Q = Si and / or Se, 0 <x <0.8 and 0 <y <1; or Li 1 + x + y M x Sc 2- x QyP 3- y O 12 with M = Al, Y, Ga or a mixture of the three compounds and Q = Si and / or Se, 0 <x <0.8 and 0 <y <1; or Li 1 + x + y + z M x (Ga 1- y Sc y ) 2 -x Q 2 P 3 -zO 2 with 0 <x <0.8, 0 <y <1, 0 <z <0.6 with M = Al or Y or a mixture of the two compounds and Q = Si and / or Se; or ϋi + c ZG 2 - XB X (P0 4 ) 3 with 0 <x <0.25; or Li 1 + x Zr 2- x Ca x (PO 4) 3 with O <x <0.25; or U I + X M 3 X M2- X P30 I 2 with 0 <x <1 and M 3 = Cr, V, Ca, B, Mg, Bi and / or Mo, M = Sc, Sn, Zr, Ht, Se or Si, or a mixture of these compounds;

les borates lithiés, de préférence choisi parmi : le Li3(Sc2-xMx)(B03)3 avec M=AI ou Y et 0 < x < 1 ; le Lii+xMx(Sc)2-x(B03)3 avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et 0 < x < 0,8 ; le Ui+xMx(Gai-yScy)2-x(B03)3 avec 0 < x < 0,8 , 0the lithiated borates, preferably chosen from: Li 3 (Sc 2-xMx) (B0 3) 3 with M = Al or Y and O <x <1; Li 1 + x M x (Sc) 2 x (B0 3) 3 with M = Al, Y, Ga or a mixture of the three compounds and 0 <x <0.8; Ui + x Mx (Gai-yScy) 2-x (B03) 3 with 0 <x <0.8, 0

< y < 1 et M= Al ou Y ; le Lii+xMx(Ga)2-x(B03)3 avec M = Al, Y ou un mélange des deux composés et 0 < x < 0,8 ; le U3BO3, le U3BO3-U2SO4, le Li3B03-Li2Si04, le U3B03-Li2Si04-Li2S04 j <y <1 and M = Al or Y; Li 1 + x M x (Ga) 2 x (B0 3) 3 with M = Al, Y or a mixture of the two compounds and 0 <x <0.8; the U3BO3 the U3BO3-U2SO4, Li 3-B03 Li2Si04, U 3-B03-Li2Si04 Li2S04 j

les oxynitrures, de préférence choisis parmi ϋ3R04-cN2c/3, U4Si04-xN2x/3, Li4Ge04-xN2x/3 avec 0 < x < 4 ou U3BO3-XN2X/3 avec 0 < x < 3 ; the oxynitrides, preferably chosen from ϋ 3 R0 4 -cN 2c / 3, U 4 SiO 4- x N 2x / 3, Li 4 GeO 4 -xN 2x / 3 with 0 <x <4 or U 3 BO 3 -XN 2 X / 3 with 0 <x <3;

les composés lithiés à base d’oxynitrure de lithium et de phosphore, appelés « LiPON », sous forme de LixPOyNz avec x ~2,8 et 2y+3z ~7,8 et 0,16 < z < 0,4, et en particulier le Li2,9PO3,3N0,46, mais également les composés LiwPOxNySz avec 2x+3y+2z = 5 = w ou les composés LiwPOxNySz avec 3,2 < x < 3,8, 0,13 < y < 0,4, 0 < z < 0,2 , 2,9 < w < 3,3 ou les composés sous forme de UPxAlyOuNvSw avec 5x+3y=5, 2u+3v+2w=5+t, 2,9<t<3,3, 0,84<x<0,94,lithiated compounds based on lithium oxynitride and phosphorus, called "LiPON", in the form of Li x POyN z with x ~ 2.8 and 2y + 3z ~ 7.8 and 0.16 <z <0.4 , and in particular Li 2 9PO3, 3N 0.4 6 but also the Li w PO x NYS z compounds with 2x + 3y + 2z = 5 = w or w Li x PO y S z N compounds with 3, 2 <x <3.8, 0.13 <y <0.4, 0 <z <0.2, 2.9 <w <3.3 or the compounds in the form of UP x AlyO u N v S w with 5x + 3y = 5, 2u + 3v + 2w = 5 + t, 2.9 <t <3.3, 0.84 <x <0.94,

0,094<y<0,26, 3,2<u<3,8, 0,13<v<0,46, 0<w<0,2 ; 0.094 <y <0.26, 3.2 <u <3.8, 0.13 <v <0.46, 0 <w <0.2;

les matériaux à base d'oxynitrures de lithium de phosphore ou de bore, appelés respectivement « LiPON » et « LIBON », pouvant également contenir du silicium, du soufre, du zirconium, de l'aluminium, ou une combinaison d'aluminium, bore, soufre et/ou silicium, et du bore pour les matériaux à base d'oxynitrures de lithium de phosphore ; materials based on phosphorus or boron lithium oxynitrides, known as "LiPON" and "LIBON", respectively, which may also contain silicon, sulfur, zirconium, aluminum, or a combination of aluminum, boron , sulfur and / or silicon, and boron for phosphorus lithium oxynitride materials;

les composé lithiés à base d’oxynitrure de lithium, de phosphore et de silicium appelés « LiSiPON », et en particulier le Li1 9Si0 28P1 0O1 1 N1 0 ; o les oxynitrures de lithium de types LiBON, LiBSO, LiSiPON, LiSON, thio- LiSiCON, LiPONB (ou B, P et S représentent respectivement le bore, le phosphore et le soufre); the lithiated compounds based on lithium oxynitride, phosphorus and silicon called "LiSiPON", and in particular Li1 9Si0 28P1OO1 1 N1 0; o lithium oxynitrides of LiBON, LiBSO, LiSiPON, LiSON, thio-LiSiCON, LiPONB (or B, P and S respectively represent boron, phosphorus and sulfur);

o les oxynitrures de lithium de type LiBSO tels que (1 -x)LiB02 - xLi2S0 avec 0,4o lithium oxynitrides of LiBSO type such as (1 -x) LiBO 2 -xLi 2 S0 with 0.4

< x < 0,8 ; <x <0.8;

o les oxydes lithiés, de préférence choisis parmi le Li7La3Zr20i2 ou le Li5+xLa3(Zrx,A2-x)Oi2 avec A=Sc, Y, Al, Ga et 1 ,4 < x < 2 ou le Lio,35Lao,55Ti03 ou le Li3xLa2/3-xTi03 avec 0 < x < 0,16 (LLTO); o the lithiated oxides, preferably chosen from Li 7 La 3 Zr 2 0i 2 or Li 5 + x La 3 (Zr x , A 2-x ) Oi 2 with A = Sc, Y, Al, Ga and 1, 4 <x <2 or Lio , Lao , 55 Ti0 3 or Li 3x La 2/3-x Ti0 3 with 0 <x <0.16 (LLTO);

o les silicates, de préférence choisis parmi Li2Si205, Li2Si03, Li2Si206, LiAISi04, Li4Si04, LiAISi206 ; the silicates, preferably chosen from Li 2 Si 2 O 5 , Li 2 SiO 3 , Li 2 Si 2 O 6 , LiAISiO 4 , Li 4 SiO 4 , LiAISi 20 O;

o les électrolytes solides de type anti-perovskite choisis parmi : Li3OA avec A un halogénure ou un mélange d’halogénures, de préférence au moins un des éléments choisi parmi F, Cl, Br, I ou un mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments ; Li(3-x)Mx/2OA avec 0 < x < 3, M un métal divalent, de préférence au moins un des éléments choisi parmi Mg, Ca, Ba, Sr ou un mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments, A un halogénure ou un mélange d’halogénures, de préférence au moins un des éléments choisi parmi F, Cl, Br, I ou un mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments ; Li(3-x)M3 x/3OA avec 0 < x < 3, M3 un métal trivalent, A un halogénure ou un mélange d’halogénures, de préférence au moins un des éléments choisi parmi F, mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments ; ou LiCOX et Y des halogénures comme mentionnés ci-dessus en relation av < 1 , o les composés Lao,si I— io,34Ti2,g4, Li3 4Vo,4Geo,604, Li20-Nb20 4 ; solid electrolytes of anti-perovskite type chosen from: Li 3 OA with a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four of these elements; Li (3-x) M x / 2 OA with 0 <x <3, M a divalent metal, preferably at least one of Mg, Ca, Ba, Sr or a mixture of two or three or four of these elements, a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four of these elements; Li ( 3 x) M 3 x / 3 OA with 0 <x <3, M 3 a trivalent metal, A halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, a mixture of two or three or four of these elements; or LiCOX and Y of the halides as mentioned above in relation to the compounds Lao , if I-Iio , Ti 2, g 4 , Li 3 4 Vo , 4 Geo , 6 O 4 , Li 2 O-Nb 2 0 4;

o les formulations à base de Li2C03, B203, Li20, AI(P03 i2S, Li3N, Lii4Zn(Ge04)4, Li3 6Geo,6Vo,404, LiTi2(P04)3, , ,25Po,25S4 the formulations based on Li 2 CO 3 , B 2 O 3 , Li 2 O, Al (PO 3 i 2 S, Li 3 N, LiI 4 Zn (GeO 4 ) 4 , Li 3 6 Geo , 6 Vo , 4 0 4 , LiTi 2 (PO 4 ) 3 , ,, 25 Po , 25 S 4

Lii ,3Alo,3Tii ,7(P04)3, ϋi+cAIcM2-c(R04)3 (OÙ M = Ge, Ti, et/ou Hf, et où 0 < x < 1 ), Lii+x+yAlxTi2-xSiyP3-yOi2 (où 0<x<1 et 0<y<1 ). Lii , 3 Alo , 3Tii , 7 (P0 4 ) 3 , ϋi + c AI c M 2 - c (R0 4 ) 3 (where M = Ge, Ti, and / or Hf, and where 0 <x <1), Lii + x + y Al x Ti 2-x SiyP 3 -yOi 2 (where 0 <x <1 and 0 <y <1).

Avantageusement, lesdits pores de l’électrolyte en couche mince sont imprégnés par une phase porteuse d’ions de lithium, telle qu’un solvant organique ou un mélange de solvants dans lequel est dissout au moins un sel de lithium, et/ou un polymère contenant au moins un sel de lithium, et/ou un liquide ionique ou un mélange de liquides ioniques, possiblement dilué(s) avec un solvant approprié, contenant au moins un sel de lithium. Avantageusement, lesdits pores de l’électrolyte sont imprégnés par une phase porteuse d’ions de lithium comprenant au moins 50% massique d’au moins un liquide ionique. Ladite couche inorganique poreuse peut être constituée en matériau d’électrolyte (ou peut comprendre un tel matériau), c’est-à-dire en un matériau au sein duquel les ions de lithium présentent une mobilité suffisante. Ladite couche inorganique poreuse peut être constituée d’un matériau (ou peut comprendre un tel matériau) qui ne présente ni une conductivité électronique ni une conductivité ionique suffisante pour les ions de lithium. Dans les deux cas la couche d’électrolyte est formée par ladite couche inorganique poreuse et par ladite phase porteuse d’ions de lithium avec laquelle elle a été imprégnée. Dans le deuxième cas c’est cette phase porteuse d’ions de lithium qui assure seule la conductivité ionique dans l’électrolyte, alors que dans le premier cas la mobilité des ions de lithium au sein du matériau de la couche inorganique poreuse contribue à la conductivité ionique. Advantageously, said pores of the thin-film electrolyte are impregnated with a phase carrying lithium ions, such as an organic solvent or a mixture of solvents in which at least one lithium salt is dissolved, and / or a polymer containing at least one lithium salt, and / or an ionic liquid or a mixture of ionic liquids, possibly diluted with a suitable solvent, containing at least one lithium salt. Advantageously, said pores of the electrolyte are impregnated with a phase carrying lithium ions comprising at least 50% by weight of at least one ionic liquid. Said porous inorganic layer may be made of electrolyte material (or may comprise such a material), that is to say of a material in which the lithium ions have a sufficient mobility. Said porous inorganic layer may consist of a material (or may include such a material) which has neither an electronic conductivity nor an ionic conductivity sufficient for lithium ions. In both cases the electrolyte layer is formed by said porous inorganic layer and by said lithium ion carrier phase with which it has been impregnated. In the second case, it is this lithium ion carrier phase which alone ensures the ionic conductivity in the electrolyte, whereas in the first case the mobility of the lithium ions within the material of the porous inorganic layer contributes to the ionic conductivity.

Ladite phase porteuse d’ions de lithium doit comporter des ions de lithium. Pour former cette phase porteuse, les ions de lithium peuvent être dissous dans tout solvant approprié. A titre d’exemple, ladite phase porteuse d’ions de lithium peut comprendre un liquide ionique, possiblement dilué avec un solvant approprié. Elle peut aussi comporter un polymère, qui peut être dissous avec un solvant approprié, qui peut être liquide ou au moins suffisamment visqueux pour pourvoir envahir la porosité ouverte de la couche inorganique poreuse.  Said carrier phase of lithium ions must comprise lithium ions. To form this carrier phase, the lithium ions can be dissolved in any suitable solvent. By way of example, said lithium ion carrier phase may comprise an ionic liquid, possibly diluted with a suitable solvent. It may also include a polymer, which may be dissolved with a suitable solvent, which may be liquid or at least sufficiently viscous to invade the open porosity of the porous inorganic layer.

Selon l’invention ladite couche inorganique poreuse peut être déposée par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre (appelé « ink-jet » en anglais), par raclage (appelé « doctor blade » en anglais), par enduction au rouleau (appelé « roll coating » en anglais), par enduction au rideau (appelé « curtain coating » en anglais) ou par le procédé d’enduction par trempage (appelé « dip-coating » en anglais), à partir d’une suspension colloïdale de nanoparticules d’un matériau isolant électroniquement ou d’un matériau d’électrolyte solide. De préférence, elle ne contient pas de liant. Selon une caractéristique essentielle de l’invention cette suspension comporte des agrégats ou des agglomérats de nanoparticules primaires. According to the invention, said porous inorganic layer can be deposited by electrophoresis, by the ink-jet printing process (called "ink-jet" in English), by scraping (called "doctor blade" in English), by coating. roll (called "roll coating" in English), by curtain coating (called "curtain coating" in English) or by the dip coating process (called "dip-coating" in English), from a colloidal suspension of nanoparticles of an electronically insulating material or a solid electrolyte material. Preferably, it does not contain a binder. According to an essential characteristic of the invention, this suspension comprises aggregates or agglomerates of primary nanoparticles.

Lesdites nanoparticules primaires formant les agrégats ou les agglomérats sont de préférence monodisperses, c’est-à-dire leur diamètre primaire présente une distribution étroite. Cela permet un meilleur contrôle de la porosité, et a fortiori de la mésoporosité.  Said primary nanoparticles forming aggregates or agglomerates are preferably monodisperse, that is to say their primary diameter has a narrow distribution. This allows a better control of the porosity, and a fortiori of the mesoporosity.

Le traitement thermique conduit à la coalescence partielle des nanoparticules de matériau (phénomène appelé en anglais « necking »), sachant que les nanoparticules présentent une haute énergie de surface qui est la force motrice pour cette modification structurale ; cette dernière se produit à une température très inférieure au point de fusion du matériau, et après un temps de traitement assez court. Ainsi se crée une structure mésoporeuse tridimensionnelle présentant un réseau interconnecté de pores ouverts, monobloc, exempte de liant, au sein de laquelle les ions de lithium présentent une mobilité qui n’est pas ralentie par des joints de grain ou des couches de liant. Cette coalescence partielle des nanoparticules agrégées permet la transformation des agrégats en agglomérats. La coalescence partielle des nanoparticules agglomérées induite par le traitement thermique permet la consolidation de la structure mésoporeuse tridimensionnelle. The heat treatment leads to the partial coalescence of the nanoparticles of material (phenomenon called "necking"), knowing that the nanoparticles have a high surface energy which is the driving force for this structural modification; the latter occurs at a temperature much lower than the melting point of the material, and after a relatively short treatment time. Thus a three-dimensional mesoporous structure is created presenting an interconnected network of open pores, in one piece, free of binder, in which the lithium ions have a mobility that is not slowed down by grain boundaries or binder layers. This partial coalescence of aggregated nanoparticles allows the transformation of aggregates into agglomerates. The partial coalescence of the agglomerated nanoparticles induced by the heat treatment allows the consolidation of the three-dimensional mesoporous structure.

Cette structure confère également une bonne tenue mécanique de la couche même sans liant. This structure also gives good mechanical strength of the layer itself without binder.

Les agrégats, respectivement les agglomérats, peuvent également être obtenus directement après synthèse hydrothermale si la suspension n’est pas suffisamment purifiée : la force ionique de la suspension conduit alors à l’agrégation, respectivement à l’agglomération des nanoparticules primaires pour former des particules agrégées, respectivement agglomérées, de taille plus grande. The aggregates or agglomerates, respectively, can also be obtained directly after hydrothermal synthesis if the suspension is not sufficiently purified: the ionic strength of the suspension then leads to the aggregation or agglomeration of the primary nanoparticles to form particles. aggregated, respectively agglomerated, of larger size.

Un second objet de l’invention est un procédé de fabrication d’un électrolyte en couche mince déposée sur une électrode, ladite couche étant de préférence exempte de liant organique et présentant de préférence une porosité, de préférence mésoporeuse, supérieure à 30% en volume, et encore plus préférentiellement comprise entre 30 % et 50% en volume, et ladite couche présentant des pores de diamètre moyen D5o inférieur à 100 nm, de préférence inférieur à 80 nm et préférentiellement inférieur à 50 nm, ledit procédé étant caractérisé en ce que : A second subject of the invention is a method of manufacturing a thin-film electrolyte deposited on an electrode, said layer preferably being free of organic binder and preferably having a porosity, preferably mesoporous, greater than 30% by volume. , and even more preferably between 30% and 50% by volume, and said layer having pores with an average diameter D 5 o of less than 100 nm, preferably less than 80 nm and preferably less than 50 nm, said method being characterized by what:

(a) on approvisionne une suspension colloïdale comprenant des agrégats ou des agglomérats de nanoparticules d’au moins un matériau inorganique, lesdits agrégats ou agglomérats présentant un diamètre moyen compris entre 80 nm et 300 nm (de préférence entre 100 nm à 200 nm),  (a) supplying a colloidal suspension comprising aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material, said aggregates or agglomerates having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm (preferably between 100 nm and 200 nm),

(b) on approvisionne une électrode,  (b) supplying an electrode,

(c) on dépose sur ladite électrode une couche inorganique poreuse par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating, à partir d’une suspension de particules de matériau inorganique obtenue à l’étape (a) ;  (c) depositing on said electrode a porous inorganic layer by electrophoresis, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating, from a inorganic material particle suspension obtained in step (a);

(d) on sèche ladite couche inorganique poreuse, de préférence sous un flux d’air pour obtenir une couche inorganique poreuse ;  (d) drying said porous inorganic layer, preferably under a stream of air to obtain a porous inorganic layer;

(e) on traite ladite couche inorganique poreuse par compression mécanique et/ou traitement thermique, (f) on imprègne ladite couche inorganique poreuse obtenue à l’étape (e) par une phase porteuse d’ions de lithium. (e) treating said porous inorganic layer by mechanical compression and / or heat treatment, (f) impregnating said porous inorganic layer obtained in step (e) with a phase carrying lithium ions.

Un autre objet de l’invention est un procédé de fabrication d’un électrolyte en couche mince déposé sur une électrode, ladite couche étant de préférence exempte de liant organique et présentant de préférence une porosité, de préférence mésoporeuse, supérieure à 30% en volume, et encore plus préférentiellement comprise entre 30 % et 50% en volume, et ladite couche présentant des pores de diamètre moyen D5o inférieur à 100 nm, , de préférence inférieur à 80 nm, préférentiellement compris inférieur à 50 nm, ledit procédé étant caractérisé en ce que : Another subject of the invention is a method of manufacturing a thin-film electrolyte deposited on an electrode, said layer preferably being free of organic binder and preferably having a porosity, preferably mesoporous, greater than 30% by volume. , and even more preferably between 30% and 50% by volume, and said layer having pores with an average diameter D 5 o less than 100 nm, preferably less than 80 nm, preferably less than 50 nm, said method being characterized in that

(a1 ) on approvisionne une suspension colloïdale comportant des nanoparticules d’au moins un matériau inorganique P de diamètre primaire moyen D5o inférieur ou égal à 50 nm ; (a1) supplying a colloidal suspension comprising nanoparticles of at least one inorganic material P of average primary diameter D 5 o less than or equal to 50 nm;

(a2) on déstabilise les nanoparticules présentes dans la dite suspension colloïdale de manière à former des agrégats ou des agglomérats de particules de diamètre moyen compris entre 80 nm et 300 nm, de préférence entre 100 nm et 200 nm, ladite déstabilisation se faisant de préférence par ajout d’un agent déstabilisant tel qu’un sel, de préférence du LiOH ;  (a2) the nanoparticles present in said colloidal suspension are destabilized so as to form aggregates or agglomerates of particles having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm, preferably between 100 nm and 200 nm, said destabilization preferably being carried out by adding a destabilizing agent such as a salt, preferably LiOH;

(b) on approvisionne une électrode;  (b) supplying an electrode;

(c) on dépose sur ladite électrode une couche inorganique poreuse par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating, à partir de ladite suspension colloïdale comprenant les agrégats ou les agglomérats de particules d’au moins un matériau inorganique obtenus à l’étape (a2) ;  (c) depositing on said electrode a porous inorganic layer by electrophoresis, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating, from said suspension colloidal composition comprising aggregates or agglomerates of particles of at least one inorganic material obtained in step (a2);

(d) on sèche la couche inorganique poreuse, de préférence sous un flux d’air pour obtenir une couche inorganique poreuse;  (d) drying the porous inorganic layer, preferably under a stream of air to obtain a porous inorganic layer;

(e) on traite ladite couche inorganique poreuse par compression mécanique et/ou traitement thermique,  (e) treating said porous inorganic layer by mechanical compression and / or heat treatment,

(f) on imprègne ladite couche inorganique poreuse obtenue à l’étape (e) par une phase porteuse d’ions de lithium.  (f) impregnating said porous inorganic layer obtained in step (e) with a phase carrying lithium ions.

Avantageusement, la couche inorganique poreuse obtenue à l’étape (c) a une épaisseur inférieure à 10 pm, de préférence inférieure à 8 pm, et encore plus préférentiellement comprise entre 1 pm et 6 pm. Avantageusement, la couche inorganique poreuse obtenue à l’étape (d) a une épaisseur inférieure à 10 pm, de préférence comprise entre 3 pm et 6 pm, et préférentiellement comprise entre 2,5 pm et 4,5 pm. Advantageously, the porous inorganic layer obtained in step (c) has a thickness less than 10 μm, preferably less than 8 μm, and even more preferably between 1 μm and 6 μm. Advantageously, the porous inorganic layer obtained in step (d) has a thickness less than 10 μm, preferably between 3 μm and 6 μm, and preferably between 2.5 μm and 4.5 μm.

Avantageusement, le diamètre primaire desdites nanoparticules est compris entre 10 nm et 50 nm, de préférence entre 10 nm et 30 nm.  Advantageously, the primary diameter of said nanoparticles is between 10 nm and 50 nm, preferably between 10 nm and 30 nm.

De préférence, le diamètre moyen des pores est compris entre 2 nm et 50 nm, de préférence compris entre 6 nm et 30 nm et encore plus préférentiellement entre 8 nm et 20 nm. Preferably, the average pore diameter is between 2 nm and 50 nm, preferably between 6 nm and 30 nm and even more preferably between 8 nm and 20 nm.

L’électrode est une électrode dense ou une électrode poreuse, de préférence une électrode mésoporeuse. The electrode is a dense electrode or a porous electrode, preferably a mesoporous electrode.

Le procédé selon l’invention peut être utilisé pour la fabrication d’électrolytes en couche mince, dans des dispositifs électroniques, électriques ou électrotechniques, et de préférence dans des dispositifs sélectionnés dans le groupe formé par : les batteries, les condensateurs, les supercondensateurs, les capacités, les résistances, les inductances, les transistors, les cellules photovoltaïques. The method according to the invention can be used for the production of electrolytes in thin layers, in electronic, electrical or electrotechnical devices, and preferably in devices selected from the group formed by: batteries, capacitors, supercapacitors, capacitors, resistors, inductors, transistors, photovoltaic cells.

Un autre objet de l’invention est un procédé de fabrication d’une batterie en couches minces selon l’invention, et comprenant les étapes de : Another subject of the invention is a method for manufacturing a thin-film battery according to the invention, and comprising the steps of:

-1 - approvisionnement d’au moins deux substrats conducteurs, préalablement recouvert d’une couche d’un matériau pouvant servir comme anode et respectivement comme cathode (« couche d’anode » 12 respectivement « couche de cathode » 22), Supplying at least two conductive substrates, previously covered with a layer of a material that can serve as anode and respectively as cathode ("anode layer" 12 respectively "cathode layer" 22),

-2- approvisionnement d’une suspension colloïdale comprenant des agrégats ou des agglomérats de nanoparticules d’au moins un matériau inorganique, lesdits agrégats ou lesdits agglomérats présentant un diamètre moyen compris entre 80 nm et 300 nm (de préférence entre 100 nm à 200 nm),  Supplying a colloidal suspension comprising aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material, said aggregates or said agglomerates having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm (preferably between 100 nm and 200 nm) )

-3- Déposition d’une couche inorganique poreuse par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating, à partir d’une suspension de particules agrégées de matériau inorganique obtenue à l’étape -2- sur la couche de cathode, respectivement d’anode obtenue à l’étape -1 -,  Deposition of a porous inorganic layer by electrophoresis, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating, from a suspension of aggregated particles of inorganic material obtained in step -2- on the cathode layer, respectively anode obtained in step -1 -,

-4- Séchage de la couche ainsi obtenue à l’étape -3-, de préférence sous un flux d’air, -5- Empilement des couches de cathode et d’anode, de préférence décalé latéralement, Drying of the layer thus obtained in step -3-, preferably under a stream of air, -5- Stacking cathode and anode layers, preferably laterally shifted,

-6- Traitement de l’empilement des couches d’anode et de cathode obtenues à l’étape -5- par compression mécanique et/ou traitement thermique de manière à juxtaposer et assembler les couches inorganiques poreuses présentes sur les couches d’anode et de cathode afin d’obtenir un assemblage rigide tout solide, de préférence exempt de liant organique, -7- Imprégnation de la structure obtenue à l’étape -6- par une phase porteuse d’ions de lithium, de préférence par une phase porteuse d’ions de lithium comprenant au moins 50% massique d’au moins un liquide ionique conduisant à l’obtention d’un empilement assemblé, de préférence d’une batterie.  Processing the stack of the anode and cathode layers obtained in step -5 by mechanical compression and / or heat treatment so as to juxtapose and assemble the porous inorganic layers present on the anode layers and cathode in order to obtain an all-solid rigid assembly, preferably free of organic binder, -7- Impregnation of the structure obtained in step -6- by a phase carrying lithium ions, preferably by a carrier phase of lithium ions comprising at least 50% by weight of at least one ionic liquid leading to obtaining an assembled stack, preferably a battery.

L’ordre des étapes -1 - et -2- n’a pas d’importance. The order of steps -1 - and -2- does not matter.

Avantageusement, la cathode est une électrode dense ou une électrode poreuse ou, de préférence, une électrode mésoporeuse. Avantageusement, l’anode est une électrode dense ou une électrode poreuse ou, de préférence, une électrode mésoporeuse.  Advantageously, the cathode is a dense electrode or a porous electrode or, preferably, a mesoporous electrode. Advantageously, the anode is a dense electrode or a porous electrode or, preferably, a mesoporous electrode.

Avantageusement, l’électrode dense ou l’électrode poreuse ou l’électrode mésoporeuse est revêtue, de préférence par procédé de dépôt de couche atomique ALD ou par dépôt chimique en solution CSD de l’anglais « Chemical Solution Déposition », d’une couche d’un matériau isolant électroniquement, de préférence conducteur ionique, ayant de préférence une épaisseur inférieure à 5 nm. Avantageusement, la cathode est une électrode dense ou une électrode dense revêtue par ALD ou par CSD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique, ou une électrode poreuse ou une électrode poreuse revêtue par ALD ou par CSD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique ou, de préférence, une électrode mésoporeuse, ou une électrode mésoporeuse revêtue par ALD ou par CSD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique et/ou dans lequel l’anode est une électrode dense ou une électrode dense revêtue par ALD ou par CSD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique, ou une électrode poreuse ou une électrode poreuse revêtue par ALD ou par CSD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique ou, de préférence, une électrode mésoporeuse ou une électrode mésoporeuse revêtue par ALD ou par CSD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique. Avantageusement, lorsque la cathode et/ou l’anode est une électrode poreuse ou mésoporeuse, l’imprégnation de la structure (i.e. empilement traité par compression mécanique et/ou traitement thermique) par une phase porteuse d’ions de lithium à l’étape 7 permet l’imprégnation de la couche inorganique poreuse et de ladite cathode et/ou de ladite anode. Advantageously, the dense electrode or the porous electrode or the mesoporous electrode is coated, preferably by an ALD atomic layer deposition method or by chemical deposition in CSD solution of the "Chemical Solution Deposition", of a layer an electronically insulating material, preferably an ionic conductor, preferably having a thickness of less than 5 nm. Advantageously, the cathode is a dense electrode or a dense electrode coated with ALD or CSD with an electronically insulating layer, preferably with an electronically insulating and ionically conductive layer, or a porous electrode or a porous electrode coated with ALD or with CSD of an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer or, preferably, a mesoporous electrode, or a mesoporous electrode coated by ALD or CSD with an electronically insulating layer, preferably a an electronically insulating and ionically conductive layer and / or wherein the anode is a dense electrode or a dense electrode coated by ALD or CSD with an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer, or an electrode porous or porous electrode coated with ALD or CSD with an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer or, preferably, a mesoporous electrode or a mesoporous electrode coated with ALD or CSD with an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer. Advantageously, when the cathode and / or the anode is a porous or mesoporous electrode, the impregnation of the structure (ie stack treated by mechanical compression and / or heat treatment) by a phase carrying lithium ions at the stage 7 allows impregnation of the porous inorganic layer and said cathode and / or said anode.

Avantageusement, après l’étape -7- : on dépose successivement, de manière alternée, sur la batterie : Advantageously, after the step -7-: one deposits successively, alternately, on the battery:

au moins une première couche de parylène et/ou polyimide sur ladite batterie, at least a first layer of parylene and / or polyimide on said battery,

au moins une deuxième couche composée d’une matière électriquement isolante par ALD (Atomic Layer Déposition) sur ladite première couche de parylène et/ou polyimide, at least a second layer composed of an electrically insulating material by ALD (Atomic Layer Deposition) on said first layer of parylene and / or polyimide,

et sur la succession alternée d’au moins une première et d’au moins une deuxième couche est déposée une couche permettant de protéger la batterie contre l’endommagement mécanique de la batterie, de préférence en silicone, en résine époxy ou en parylène, ou en polyimide formant ainsi, un système d’encapsulation de la batterie, and the alternating succession of at least one first and at least a second layer is deposited a layer for protecting the battery against mechanical damage of the battery, preferably of silicone, epoxy resin or parylene, or polyimide forming, a system encapsulation of the battery,

on découpe selon deux plans de coupe, la batterie ainsi encapsulée pour mettre à nue sur chacun des plans de coupes des connexions anodiques et cathodiques de la batterie, de sorte que le système d’encapsulation revêt quatre des six faces de ladite batterie, de préférence de manière continue,  the battery thus encapsulated is cut off according to two section planes to expose each of the cutting planes of the anode and cathode connections of the battery, so that the encapsulation system covers four of the six faces of said battery, preferably continuously,

on dépose successivement, sur et autour, de ces connexions anodiques et cathodiques :  we deposit successively, on and around, these anodic and cathodic connections:

optionnellement, une première couche électroniquement conductrice, de préférence métallique, de préférence déposée par ALD, optionally, a first electronically conducting layer, preferably made of metal, preferably deposited by ALD,

une seconde couche à base de résine époxy chargée à l’argent, déposée sur la première couche électroniquement conductrice, et one second epoxy resin layer filled with silver, deposited on the first electronically conducting layer, and

une troisième couche à base de nickel, déposée sur la deuxième couche, et a third nickel-based layer deposited on the second layer, and

une quatrième couche à base d’étain ou de cuivre, déposée sur la troisième couche. Avantageusement et de manière alternative, après l’étape -6- : on dépose successivement, de manière alternée, sur l’empilement assemblé, un système d’encapsulation formé par une succession de couches, à savoir une séquence, de préférence de z séquences, comprenant : a fourth layer based on tin or copper, deposited on the third layer. Advantageously and alternatively, after step -6-: alternatively, an assembly system formed by a succession of layers, namely a sequence, preferably of z sequences, is successively deposited on the assembled stack, comprising:

une première couche de recouvrement, de préférence choisi parmi le parylène, le parylène de type F, le polyimide, les résines epoxy, le silicone, le polyamide et/ou un mélange de ceux-ci, déposée sur l’empilement assemblé, a first cover layer, preferably selected from parylene, parylene F type, polyimide, epoxy, silicone, polyamide and / or a mixture thereof, deposited on the assembled stack,

une deuxième couche de recouvrement composée d’une matière électriquement isolante, déposée par dépôt de couches atomiques sur ladite première couche de recouvrement, a second covering layer composed of an electrically insulating material deposited by atomic layer deposition on said first cladding layer,

cette séquence pouvant être répétée z fois avec z > 1 , on dépose une dernière couche de recouvrement sur cette succession de couches d’un matériau choisi parmi la résine époxy, le polyéthylène naphtalate (PEN), le polyimide, le polyamide, le polyuréthane, le silicone, la silice sol-gel ou la silice organique, this sequence possibly being repeated once z with z> 1, depositing a final cap layer on this succession of layers of a material selected from epoxy resin, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyamide, polyurethane silicone, sol-gel silica or organic silica,

on découpe selon deux plans de coupe, l’empilement assemblé ainsi encapsulé pour mettre à nue sur chacun des plans de coupes des connexions anodiques et cathodiques de l’empilement assemblé, de sorte que le système d’encapsulation revêt quatre des six faces dudit empilement assemblé, de préférence de manière continue, de manière à obtenir une batterie élémentaire, et après l’étape (7),  cutting is carried out according to two cutting planes, the assembled stack thus encapsulated to expose on each of the cutting planes of the anode and cathode connections of the assembled stack, so that the encapsulation system covers four of the six faces of said stack assembled, preferably continuously, so as to obtain an elementary battery, and after step (7),

- on dépose successivement, sur et autour, de ces connexions anodiques et cathodiques :  - we deposit successively, on and around, these anodic and cathodic connections:

une première couche d’un matériau chargé en graphite, de préférence en résine époxy chargée de graphite, a first layer of a material loaded with graphite, preferably epoxy resin loaded graphite,

une deuxième couche comprenant du cuivre métallique obtenue à partir d’une encre chargée en nanoparticules de cuivre déposée sur la première couche, a second layer comprising copper metal obtained from an ink loaded in deposited copper nanoparticles on the first layer,

on traite thermiquement les couches obtenues, de préférence par lampe flash infra-rouge, de manière à obtenir un recouvrement des connexions cathodique et anodique par une couche de cuivre métallique,  the layers obtained are thermally treated, preferably by infrared flash lamp, so as to obtain a covering of the cathodic and anodic connections by a layer of metallic copper,

- éventuellement, on dépose successivement, sur et autour, de ce premier empilement des terminaisons, un deuxième empilement comprenant :  optionally, this first stack of terminations is successively deposited on and around, a second stack comprising:

une première couche d’un alliage étain-zinc déposé, de préférence par trempage dans un bain d’étain-zinc en fusion, afin d’assurer l’étanchéité de la batterie à moindre coût, et une deuxième couche à base d’étain pur déposée par électrodéposition ou une deuxième couche comprenant un alliage à base d’argent, de palladium et de cuivre déposée sur cette première couche du deuxième empilement. a first layer of a tin-zinc alloy deposited, preferably by immersion in a tin-zinc molten bath to ensure the sealing of the battery at a lower cost, and a second layer of pure tin based deposited by electrodeposition or a second layer comprising a silver-based alloy, palladium, and copper deposited on this first layer of the second stack.

Avantageusement, les connexions anodiques et cathodiques 50 se trouvent sur les côtés opposés de l’empilement. Advantageously, the anode and cathode connections 50 are on the opposite sides of the stack.

Un autre objet de l’invention concerne une batterie, de préférence une batterie à ions de lithium, comprenant au moins un électrolyte en couche mince selon l’invention.  Another subject of the invention relates to a battery, preferably a lithium ion battery, comprising at least one thin-film electrolyte according to the invention.

Un autre objet de l’invention concerne un supercondensateur comprenant au moins un électrolyte en couche mince selon l’invention. Another subject of the invention relates to a supercapacitor comprising at least one thin-film electrolyte according to the invention.

Brève description des figures Brief description of the figures

Les figures 1 et 2 illustrent différents aspects de modes de réalisation de l’invention, sans pour autant limiter sa portée.  Figures 1 and 2 illustrate various aspects of embodiments of the invention, without limiting its scope.

La figure 1 illustre des nanoparticules avant (figure 1 (a)) et après (figure 1 (b)) traitement thermique, illustrant le phénomène du « necking ».  Figure 1 illustrates nanoparticles before (Figure 1 (a)) and after (Figure 1 (b)) heat treatment, illustrating the phenomenon of "necking".

La figure 2(a) montre un diffractogramme, la figure 2(b) un cliché obtenu par microscopie électronique à transmission de nanoparticules primaires utilisées pour le dépôt des électrodes poreuses par électrophorèse.  FIG. 2 (a) shows a diffractogram, FIG. 2 (b) a micrograph obtained by transmission electron microscopy of primary nanoparticles used for depositing the porous electrodes by electrophoresis.

La figure 3 représente de manière schématique, une vue de face avec arrachement d’une batterie comprenant un électrolyte selon l’invention et faisant apparaître la structure de la batterie comprenant un assemblage de cellules élémentaires recouvert par un système d’encapsulation et des terminaisons.  FIG. 3 is a diagrammatic view of a cutaway front view of a battery comprising an electrolyte according to the invention and showing the structure of the battery comprising an assembly of elementary cells covered by an encapsulation system and terminations.

Liste des repères utilisés sur les figures : List of references used in the figures:

Table 1]  Table 1]

Description détaillée detailed description

1. Définitions  1. Definitions

Dans le cadre du présent document, la taille d’une particule est définie par sa plus grande dimension. Par « nanoparticule », on entend toute particule ou objet de taille nanométrique présentant au moins une de ses dimensions inférieure ou égale à 100 nm.For the purposes of this document, the size of a particle is defined by its largest dimension. By "nanoparticle" is meant any particle or object of nanometric size having at least one of its dimensions less than or equal to 100 nm.

Dans le cadre du présent document, un matériau ou une couche isolante électroniquement, de préférence une couche isolante électroniquement et conductrice ionique est un matériau ou une couche dont la résistivité électrique (résistance au passage des électrons) est supérieure à 105 W-cm.Par « liquide ionique » on entend tout sel liquide, apte à transporter de l’électricité, se différenciant de l’ensemble des sels fondus par une température de fusion inférieure à 100°C. Certains de ces sels restent liquides à température ambiante et ne se solidifient pas, même à très basse température. De tels sels sont appelés « liquides ioniques à température ambiante ». In the context of the present document, an electronically insulating material or layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer is a material or a layer whose electrical resistivity (resistance to electron passage) is greater than 10 5 W-cm. By "ionic liquid" is meant any liquid salt capable of transporting electricity, differing from all the molten salts by a melting point of less than 100 ° C. Some of these salts remain liquid at room temperature and do not solidify even at very low temperatures. Such salts are called "ionic liquids at room temperature".

Par matériaux « mésoporeux », on entend tout solide qui présente au sein de sa structure des pores dites « mésopores » possédant une taille intermédiaire entre celle des micropores (largeur inférieure à 2 nm) et celle des macropores (largeur supérieure à 50 nm), à savoir une taille comprise entre 2 nm et 50 nm. Cette terminologie correspond à celle adoptée par IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry), qui fait référence pour l’homme du métier. On n’utilise donc ici pas le terme « nanopore », même si les mésopores telles que définies ci-dessus présentent des dimensions nanométriques au sens de la définition des nanoparticules, sachant les pores de taille inférieure à celle des mésopores sont appelées par l’homme du métier des « micropores ».  By "mesoporous" materials is meant any solid which has within its structure pores called "mesopores" having a size intermediate between that of micropores (width less than 2 nm) and that of macropores (width greater than 50 nm), namely a size between 2 nm and 50 nm. This terminology corresponds to that adopted by IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry), which refers to the skilled person. The term "nanopore" is therefore not used here, even if the mesopores as defined above have nanometric dimensions in the sense of the definition of the nanoparticles, knowing that the pores smaller than those of the mesopores are called by the skilled in the art of "micropores".

Une présentation des concepts de porosité (et de la terminologie qui vient d’être exposée ci-dessus) est donnée dans l’article « Texture des matériaux pulvérulents ou poreux » par F. Rouquerol et al. paru dans la collection « Techniques de l’Ingénieur », traité Analyse et Caractérisation, fascicule P 1050 ; cet article décrit également les techniques de caractérisation de la porosité, notamment la méthode BET.  A presentation of the concepts of porosity (and of the terminology just described above) is given in the article "Texture of pulverulent or porous materials" by F. Rouquerol et al. published in the collection "Techniques of the Engineer", treated Analysis and Characterization, fascicle P 1050; this article also describes the techniques for characterizing porosity, in particular the BET method.

Au sens de la présente invention, on entend par « couche mésoporeuse » une couche qui présente des mésopores. Comme cela sera expliqué ci-dessous, dans ces couches, les mésopores contribuent de manière significative au volume poreux total ; cet état de fait est traduit par l’expression « Couche mésoporeuse de porosité mésoporeuse supérieure à X % en volume » utilisée dans la description ci-dessous où X % est de préférence supérieur à 25 %, préférentiellement supérieur à 30 % et encore plus préférentiellement compris entre 30 et 50 % du volume total de la couche. Le terme « agrégat » signifie, selon les définitions de l’IUPAC un assemblage faiblement lié de particules primaires. En l’occurrence, ces particules primaires sont des nanoparticules présentant un diamètre qui peut être déterminé par microscopie électronique à transmission. Un agrégat de nanoparticules primaires agrégées peut normalement être détruit (i.e. réduit à des nanoparticules primaires) en suspension dans une phase liquide sous l’effet d’ultrasons, selon une technique connue de l’homme du métier. For the purposes of the present invention, the term "mesoporous layer" means a layer which has mesopores. As will be explained below, in these layers, the mesopores contribute significantly to the total pore volume; this fact is translated by the expression "mesoporous layer of mesoporous porosity greater than X% by volume" used in the description below where X% is preferably greater than 25%, preferably greater than 30% and even more preferentially between 30 and 50% of the total volume of the layer. The term "aggregate" means, according to IUPAC definitions, a loosely bound assembly of primary particles. In this case, these primary particles are nanoparticles having a diameter that can be determined by transmission electron microscopy. Aggregate aggregated primary nanoparticles can normally be destroyed (ie reduced to primary nanoparticles) suspended in a liquid phase under the effect of ultrasound, according to a technique known to those skilled in the art.

Le terme « agglomérat » signifie, selon les définitions de l’IUPAC un assemblage fortement lié de particules primaires ou d’agrégats.  The term "agglomerate" means, according to IUPAC definitions, a strongly bound assembly of primary particles or aggregates.

Au sens de la présente invention le terme « couche d’électrolyte » se rapporte à la couche au sein d’un dispositif électrochimique, ce dispositif étant capable de fonctionner selon sa destination. A titre d’exemple, dans le cas où ledit dispositif électrochimique est une batterie secondaire aux ions de lithium le terme « couche d’électrolyte » désigne la « couche inorganique poreuse » imprégnée d’une phase porteuse d’ions de lithium. For the purposes of the present invention, the term "electrolyte layer" refers to the layer within an electrochemical device, this device being capable of operating according to its purpose. By way of example, in the case where said electrochemical device is a battery secondary to lithium ions, the term "electrolyte layer" designates the "porous inorganic layer" impregnated with a phase carrying lithium ions.

Ladite couche inorganique poreuse dans un dispositif électrochimique est ici aussi appelée « séparateur », selon la terminologie utilisée par l’homme du métier.  Said porous inorganic layer in an electrochemical device is here also called a "separator", according to the terminology used by those skilled in the art.

Selon l’invention, la « couche inorganique poreuse », de préférence mésoporeuse peut être déposée par voie électrophorétique, par le procédé d’enduction par trempage ci- après « dip-coating », par le procédé d’impression par jet d’encre ci-après « ink-jet », par enduction au rouleau (appelé « roll coating » en anglais), par enduction au rideau (appelé « curtain coating » en anglais) ou par raclage ci-après « doctor blade », et ce à partir d’une suspension d’agrégat ou d’agglomérats de nanoparticules, de préférence à partir d’une suspension concentrée contenant des agglomérats de nanoparticules.  According to the invention, the "porous inorganic layer", preferably mesoporous, can be deposited electrophoretically, by the dipping coating process hereinafter "dip-coating", by the ink-jet printing process. hereinafter "ink-jet", by roll coating (called "roll coating" in English), by curtain coating (called "curtain coating" in English) or by scraping hereinafter "doctor blade", and this to from a suspension of aggregates or agglomerates of nanoparticles, preferably from a concentrated suspension containing agglomerates of nanoparticles.

2. Préparation des suspensions 2. Preparation of suspensions

Le dépôt de nanoparticules polydisperses conduit à l’obtention d’une structure poreuse présentant une porosité fermée. De ce fait, l’emploi de ces nanoparticules polydisperses est à proscrire du procédé selon l’invention. The deposition of polydisperse nanoparticles leads to the production of a porous structure having a closed porosity. Therefore, the use of these polydisperse nanoparticles is to be proscribed from the process according to the invention.

Le procédé selon l’invention utilise l’électrophorèse, le procédé d’impression par jet d’encre, le raclage, l’enduction au rouleau, l’enduction au rideau ou le dip-coating de suspensions de nanoparticules comme technique de dépôt des couches poreuses, de préférence mésoporeuses. Dans le cadre de la présente invention il est préférable de ne pas préparer ces suspensions de nanoparticules à partir de nanopoudres sèches. On peut les préparer par broyage de poudres ou nanopoudres en phase liquide. Par exemple, des particules peuvent subir un nanobroyage en voie humide dans l’éthanol ; les particules peuvent être broyées avec des billes en zircone (par exemple d’un diamètre de 0,3 mm), pendant quelques heures (par exemple 5 heures), jusqu’à obtenir une taille de particules primaires supérieure ou égale à 50 nm, de préférence supérieure à 80 nm, plus préférentiellement comprise entre 50 nm et 150 nm ; cela évite le frittage incontrôlé de la couche déposée, qui pourrait conduire à la formation de couches denses. La conductivité de la suspension reste faible, de l’ordre de 20 pS/cm. On peut obtenir ainsi une distribution en taille qui est unimodale, mais qui peut être assez large. L’inconvénient du nanobroyage est l’amorphisation partielle de la particule dans une zone proche de la surface ; cela peut gêner le traitement des couches déposées à partir de ces nanoparticules. The process according to the invention uses electrophoresis, the ink-jet printing process, the scraping, the roll coating, the curtain coating or the dip-coating of nanoparticle suspensions as a technique for depositing coatings. porous layers, preferably mesoporous. In the context of the present invention it is preferable not to prepare these suspensions of nanoparticles from dry nanopowders. They can be prepared by grinding powders or nanopowders in the liquid phase. For example, particles may undergo wet nanomilling in ethanol; the particles may be ground with zirconia balls (for example with a diameter of 0.3 mm), for a few hours (for example 5 hours), until a primary particle size greater than or equal to 50 nm, preferably greater than 80 nm, more preferably between 50 nm and 150 nm; this avoids the uncontrolled sintering of the deposited layer, which could lead to the formation of dense layers. The conductivity of the suspension remains low, of the order of 20 μS / cm. One can thus obtain a size distribution which is unimodal, but which can be quite large. The disadvantage of nanomilling is the partial amorphization of the particle in an area close to the surface; this can hinder the treatment of deposited layers from these nanoparticles.

Dans un autre mode de réalisation de l’invention les nanoparticules sont préparées en suspension directement par précipitation. La synthèse de nanoparticules par précipitation permet d’obtenir des nanoparticules primaires de taille très homogène avec une distribution de taille unimodale i.e. très reserrée et monodisperse, de bonne cristallinité et pureté. L’utilisation de ces nanoparticules de taille très homogène et de distribution étroite permet d’obtenir après dépôt une structure poreuse de porosité contrôlée et ouverte. La structure poreuse obtenue après dépôt de ces nanoparticules présente peu, de préférence ne présente pas de pores fermés. In another embodiment of the invention the nanoparticles are prepared in suspension directly by precipitation. The synthesis of nanoparticles by precipitation makes it possible to obtain primary nanoparticles of very homogeneous size with a unimodal size distribution i.e. very tight and monodisperse, good crystallinity and purity. The use of these nanoparticles of very homogeneous size and narrow distribution allows to obtain after deposition a porous structure of controlled and open porosity. The porous structure obtained after deposition of these nanoparticles has little, preferably does not have closed pores.

Dans un mode de réalisation encore plus préféré de l’invention les nanoparticules sont préparées directement à leur taille primaire par synthèse solvothermale ou hydrothermale ; cette technique permet d’obtenir des nanoparticules avec une distribution de taille unimodale et très étroite ; ces particules sont appelées ici « nanoparticules monodisperses ». Par ailleurs ces particules présentent une très bonne cristallinité. La taille de ces particules non agrégrées ou non agglomérées est appelée leur taille primaire. Dans la présente invention elle est de préférence inférieure à 100 nm, avantageusement comprise entre 10 nm et 50 nm, de préférence entre 10 nm et 30 nm ; cela favorise lors des étapes de procédé ultérieures la formation d’un réseau poreux, de préférence mésoporeux, interconnecté, grâce au phénomène de « necking ».  In an even more preferred embodiment of the invention the nanoparticles are prepared directly at their primary size by solvothermal or hydrothermal synthesis; this technique makes it possible to obtain nanoparticles with a unimodal and very narrow size distribution; these particles are called here "monodisperse nanoparticles". Moreover, these particles have a very good crystallinity. The size of these non-aggregated or non-agglomerated particles is called their primary size. In the present invention it is preferably less than 100 nm, advantageously between 10 nm and 50 nm, preferably between 10 nm and 30 nm; this favors during the subsequent process steps the formation of a porous network, preferably mesoporous, interconnected, thanks to the phenomenon of "necking".

Cette suspension de nanoparticules monodisperses peut être purifiée pour enlever tous les ions potentiellement gênants présents dans la phase liquide. En fonction du degré de purification elle peut ensuite être traitée spécialement pour former des agrégats ou des agglomérats d’une dimension contrôlée. Plus précisément, la formation d’agrégats ou d’agglomérats résulte de la déstabilisation de la suspension provoquée par des ions. Si la suspension a été totalement purifiée elle est stable, et on ajoute des ions pour la déstabiliser, typiquement sous la forme d’un sel ; ces ions sont de préférence des ions de lithium (ajoutés de préférence sous la forme de LiOH). This suspension of monodisperse nanoparticles can be purified to remove any potentially troublesome ions present in the liquid phase. Depending on the degree of purification it can then be specially treated to form aggregates or agglomerates of a controlled size. More specifically, the formation of aggregates or agglomerates results from the destabilization of the suspension caused by ions. If the suspension has been completely purified it is stable, and ions are added for the destabilize, typically in the form of a salt; these ions are preferably lithium ions (added preferably in the form of LiOH).

Si la suspension n’a pas été totalement purifiée la formation des agrégats ou des agglomérats peut se faire toute seule de manière spontanée ou par vieillissement. Cette manière de procéder est plus simple car elle implique moins d’étapes de purification, mais il est plus difficile de contrôler la taille des agrégats ou des agglomérats. Un des aspects essentiels pour la fabrication de couches poreuses selon l’invention consiste à bien maîtriser la taille des particules primaires employées et leur degré d’agrégation ou d’agglomération.  If the suspension has not been completely purified the formation of aggregates or agglomerates can be done alone spontaneously or by aging. This way of proceeding is simpler because it involves fewer purification steps, but it is more difficult to control the size of the aggregates or agglomerates. One of the essential aspects for the production of porous layers according to the invention consists in controlling the size of the primary particles used and their degree of aggregation or agglomeration.

C’est cette suspension d’agrégats ou d’agglomérats de nanoparticules qui est ensuite utilisée pour déposer par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating les couches poreuses selon l’invention. Dans un mode de réalisation, le matériau employé pour la fabrication de couches poreuses selon l’invention est choisi parmi les matériaux inorganiques à bas point de fusion, isolant électroniques et stables au contact des électrodes pendant les étapes de pressage à chaud. Plus les matériaux seront réfractaires, plus il sera nécessaire de chauffer au niveau des interfaces électrode/électrolyte, à des températures élevées risquant ainsi de modifier les interfaces avec les matériaux d’électrodes, notamment par interdiffusion, ce qui engendre des réactions parasites et crée des couches de déplétion dont les propriétés électrochimiques diffèrent de celles que l’on trouve dans le même matériau à une plus grande profondeur à partir de l’interface. Les matériaux comprenant du lithium sont à privilégier car ils permettent d’éviter voire d’éliminer ces phénomènes d’appauvrissement en lihium. It is this suspension of aggregates or agglomerates of nanoparticles which is then used to deposit by electrophoresis, by the process of inkjet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip coating. -coating the porous layers according to the invention. In one embodiment, the material used for the production of porous layers according to the invention is chosen from inorganic materials with low melting point, electronic insulators and stable in contact with the electrodes during the hot pressing steps. The more the materials will be refractory, the more it will be necessary to heat at the electrode / electrolyte interfaces, at high temperatures thus risking modifying the interfaces with the electrode materials, especially by interdiffusion, which generates parasitic reactions and creates problems. depletion layers whose electrochemical properties differ from those found in the same material at greater depth from the interface. Materials comprising lithium are preferred because they make it possible to avoid or even eliminate these phenomena of lium depletion.

Le matériau employé pour la fabrication de couches poreuses selon l’invention est inorganique. Dans un mode de réalisation particulier, le matériau employé pour la fabrication de couches inorganiques poreuses selon l’invention est un matériau isolant électroniquement. Il peut, de préférence, être choisi parmi GAI203, Si02, Zr02. The material used for the production of porous layers according to the invention is inorganic. In a particular embodiment, the material used for the manufacture of porous inorganic layers according to the invention is an electronically insulating material. It may, preferably, be chosen from GAI 2 0 3 , Si0 2 , Zr0 2 .

Alternativement, le matériau employé pour la fabrication de couches inorganiques poreuses selon l’invention peut être un matériau conducteur ionique tel qu’un électrolyte solide comprenant du lithium afin de limiter les modifications aux interfaces électrode/électrolyte. Alternatively, the material used for the manufacture of porous inorganic layers according to the invention may be an ionic conductive material such as a solid electrolyte comprising lithium in order to limit the modifications at the electrode / electrolyte interfaces.

Selon l’invention le matériau d’électrolyte solide employé pour la fabrication d’une couche inorganique poreuse peut être choisi notamment parmi :  According to the invention, the solid electrolyte material used for the production of a porous inorganic layer may be chosen in particular from:

o les grenats de formule Lid A\ A2 y(T04)z où A1 représente un cation de degré d’oxydation +II, de préférence Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Y, Gd ; et où o garnets of formula Li d A \ A 2 y (T0 4 ) z where A 1 is a cation of oxidation + II, preferably Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Y, Gd; and or

A2 représente un cation de degré d’oxydation +III, de préférence Al, Fe, Cr, Ga, Ti, La ; et où A 2 represents a cation with an oxidation number + III, preferably Al, Fe, Cr, Ga, Ti, La; and or

(T04) représente un anion dans lequel T est un atome de degré d’oxydation +IV, situé au centre d’un tétraèdre formé par les atomes d’oxygène, et dans lequel T04 représente avantageusement l’anion silicate ou zirconate, sachant que tout ou partie des éléments T d’un degré d’oxydation +IV peuvent être remplacés par des atomes d’un degré d’oxydation +III ou +V, tels que Al, Fe, As, V, Nb, In, Ta ; (4 T0) represents an anion wherein T is an atom with an oxidation number + IV, located at the center of a tetrahedron formed by the oxygen atoms, and wherein T0 4 advantageously is the anion silicate or zirconate , knowing that all or part of the elements T of a degree of oxidation + IV can be replaced by atoms of a degree of oxidation + III or + V, such as Al, Fe, As, V, Nb, In , Ta;

sachant que : d est compris entre 2 et 10, préférentiellement entre 3 et 9, et encore plus préférentiellement entre 4 et 8 ; x est être compris entre 2,6 et 3,4 (de préférence entre 2,8 et 3,2) ; y est compris entre 1 ,7 et 2,3 (de préférence entre 1 ,9 et 2,1 ) et z est compris entre 2,9 et 3,1 ; knowing that: d is between 2 and 10, preferably between 3 and 9, and even more preferably between 4 and 8; x is between 2.6 and 3.4 (preferably between 2.8 and 3.2); y is from 1.7 to 2.3 (preferably from 1.9 to 2.1) and z is from 2.9 to 3.1;

les grenats, de préférence choisi parmi : le Li7La3Zr20i2; le Li6La2BaTa20i2 ; le Li5,5La3Nbi ,75ln0 25Oi2 ; le Li5La3M20i2 avec M = Nb ou Ta ou un mélange des deux composés ; le Li7-xBaxLa3-xM20i2 avec 0<x<1 et M = Nb ou Ta ou un mélange des deux composés ; le Li7-xLa3Zr2-xMxOi2 avec 0<x<2 et M = Al, Ga ou Ta ou un mélange de deux ou trois de ces composés ; garnet, preferably selected from: Li 7 La 3 Zr20i2; Li 6 La2BaTa 2 0i2; Li 5, 5La3Nbi, 75ln 0 25O12; Li 5 La 3 M 2 0i 2 with M = Nb or Ta or a mixture of two compounds; Li 7-x Ba x 3-x M 2 O 12 with 0 <x <1 and M = Nb or Ta or a mixture of the two compounds; Li 7-x La 3 Zr 2- x M x O 12 with 0 <x <2 and M = Al, Ga or Ta or a mixture of two or three of these compounds;

les phosphates lithiés, de préférence choisi parmi : les phosphates lithiés de type NaSICON, le U3P04 ; le LiP03 ; le U3AIO,4SCI ,6(P04)3 appelés « LASP » ; le Lii ,2Zn ,9Ca0,i (P04)3 ; le LiZr2(P04)3 ; le Lii+3xZr2(Pi-xSix04)3 avec 1 ,8 < x < 2,3 ; le Lii+6xZr2(Pi-xBx04)3 avec 0 < x < 0,25 ; le Li3(Sc2-xMx)(P04)3 avec M=AI ou Y et 0 < x < 1 ; le Lii+xMx(Sc)2-x(P04)3 avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et 0 < x < 0,8 ; le Ui+xMx(Gai-yScy)2-x(P04)3 avec 0 < x < 0,8 ; 0 < y < 1 et M= Al ou Y ou un mélange des deux composés; le Lii+xMx(Ga)2-x(P04)3 avec M = Al, Y ou un mélange des deux composés et 0 < x < 0,8 ; le Lii+xAlxTi2-x(P04)3 avec 0 < x < 1 appelés « LATP » ; ou le Lii+xAlxGe2-x(P04)3 avec 0 < x < 1 appelés « LAGP » ; ou le Lii+x+zMx(Gei-yTiy)2-xSizP3-zOi2 avec 0<x<0,8 et 0<y<1 ,0 et 0<z<0,6 et M= Al, Ga ou Y ou un mélange de deux ou trois de ces composés ; le Li3+y(Sc2-xMx)QyP3-yOi2 avec M = Al et/ou Y et Q = Si et/ou Se, 0 < x < 0,8 et 0 < y < 1 ; ou le Lii+x+yMxSc2- xQyP 3-yOi2 avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et Q = Si et/ou Se, 0 < x < 0,8 et 0 < y < 1 ; ou le Lii+x+y+zMx(Gai-yScy)2-xQzP3-zOi2 avec 0 < x < 0,8 , 0 £ y £ 1 , 0 < z < 0,6 avec M = Al ou Y ou un mélange des deux composés et Q= Si et/ou Se ; ou le Lii+xZr2-xBx(P04)3 avec 0 < x < 0,25 ; ou le Lii+xZr2-xCax(P04)3 avec 0 < x < 0,25 ; ou ϋi+cM3 cM2-cR3qΐ2 avec 0 < x < 1 et M3= Cr, V, Ca, B, Mg, Bi et/ou Mo, M = Sc, Sn, Zr, Hf, Se ou Si, ou un mélange de ces composés ; les borates lithiés, de préférence choisi parmi : le Li3(Sc2-xMx)(B03)3 avec M=AI ou Y et 0 < x < 1 ; le Lii+xMx(Sc)2-x(B03)3 avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et 0 < x < 0,8 ; le Lii+xMx(Gai-yScy)2-x(B03)3 avec 0 < x < 0,8 , 0 < y < 1 et M= Al ou Y ; le Lii+xMx(Ga)2-x(B03)3 avec M = Al, Y ou un mélange des deux composés et 0 < x < 0,8 ; le Li3B03, le U3BO3-U2SO4, le Li3B03-Li2Si04, le U3BO3- Ü2Si04-Li2S04 ; lithiated phosphates, preferably chosen from: lithiated phosphates of NaSICON type, U 3 PO 4 ; LiPO 3 ; the U 3 AIO, 4 SCI, 6 (P0 4 ) 3 called "LASP"; the Lii, 2 Zn, Ca 9 0, i (P0 4) 3; LiZr 2 (PO 4 ) 3; Li 1 + 3x Zr 2 (Pi- x Si x O 4 ) 3 with 1.8 <x <2.3; Li 1 + 6x Zr 2 (Pi- x B x O 4 ) 3 with 0 <x <0.25; Li3 (Sc 2-x M x ) (PO 4 ) 3 with M = Al or Y and O <x <1; Li 1 + x M x (Sc) 2- x (PO 4 ) 3 with M = Al, Y, Ga or a mixture of the three compounds and 0 <x <0.8; Ui + x Mx (Gai-yScy) 2 -x (P0 4 ) 3 with 0 <x <0.8; 0 <y <1 and M = Al or Y or a mixture of the two compounds; Li 1 + x M x (Ga) 2- x (PO 4 ) 3 with M = Al, Y or a mixture of the two compounds and 0 <x <0.8; Li 1 + x Al x Ti 2- x (PO 4 ) 3 with 0 <x <1 called "LATP"; or Lii + x AlxGe 2 -x (P0 4 ) 3 with 0 <x <1 called "LAGP"; or Lii + x + z Mx (Gei-yTi y ) 2-xSizP3-zOi2 with 0 <x <0.8 and 0 <y <1, 0 and 0 <z <0.6 and M = Al, Ga or Y or a mixture of two or three of these compounds; Li 3 + y (Sc 2- x M x ) QyP 3-y O 12 with M = Al and / or Y and Q = Si and / or Se, 0 <x <0.8 and 0 <y <1; or Li 1 + x + y M x Sc 2- x Q y P 3- y O 2 with M = Al, Y, Ga or a mixture of the three compounds and Q = Si and / or Se, 0 <x <0.8 and 0 <y <1; or Li 1 + x + y + z M x (Ga 1-yScy) 2-xQzP 3 -zO 2 with 0 <x <0.8, 0 £ y 1, 0 <z <0.6 with M = Al or Y or a mixing the two compounds and Q = Si and / or Se; or Li 1 + x Zr 2 -xB x (PO 4 ) 3 with 0 <x <0.25; or Li 1 + x Zr 2 -xCa x (PO 4 ) 3 with 0 <x <0.25; or ϋi + c M 3 c M2-cR 3 q ΐ 2 with 0 <x <1 and M 3 = Cr, V, Ca, B, Mg, Bi and / or Mo, M = Sc, Sn, Zr, Hf, Se or If, or a mixture of these compounds; the lithiated borates, preferably chosen from: Li 3 (Sc 2- x M x ) (B0 3) 3 with M = Al or Y and 0 <x <1; Li 1 + x M x (Sc) 2 x (B0 3) 3 with M = Al, Y, Ga or a mixture of the three compounds and 0 <x <0.8; Li 1 + x M x (Ga 1- y Sc y ) 2 x (B0 3) 3 with 0 <x <0.8, 0 <y <1 and M = Al or Y; Li 1 + x M x (Ga) 2 x (B0 3) 3 with M = Al, Y or a mixture of the two compounds and 0 <x <0.8; Li 3 B0 3, the U3BO3-U2SO4, Li 3-B03 Li2Si04 the U3BO3- Ü2Si0 4 -Li2S0 4;

les oxynitrures, de préférence choisis parmi U3PO4-XN2X/3, Li4Si04-xN2X/3, Li4Ge04- XN2x/3 avec 0 < x < 4 ou U3BO3-XN2X/3 avec 0 < x < 3 ; oxynitrides, preferably selected from U3PO4- X X N2 / 3, Li 4 Si04- x N2 X / 3, Li 4 Ge0 4 - x N 2x / 3 with 0 <x <4 or U3BO3- N2 X X / 3 with 0 <x <3;

les composés lithiés à base d’oxynitrure de lithium et de phosphore, appelés « LiPON », sous forme de LixPOyNz avec x ~2,8 et 2y+3z ~7,8 et 0,16 < z < 0,4, et en particulier le U2,9PO3,3N0,46, mais également les composés LiwPOxNySz avec 2x+3y+2z = 5 = w ou les composés LiwPOxNySz avec 3,2 < x < 3,8, 0,13 < y < 0,4, 0 < z < 0,2 , 2,9 < w < 3,3 ou les composés sous forme de LitPxAlyOuNvSw avec 5x+3y=5, 2u+3v+2w=5+t, 2,9<t<3,3, 0,84<x<0,94, 0,094<y<0,26, 3,2<u<3,8, 0,13<v<0,46, 0<w<0,2 ; lithiated compounds based on lithium oxynitride and phosphorus, called "LiPON", in the form of Li x PO y N z with x ~ 2.8 and 2y + 3z ~ 7.8 and 0.16 <z <0 , 4, and in particular U2,9PO 3, 3N 0, 46, but also the compounds Li w PO x N y Sz with 2x + 3y + 2z = 5 = w or the compounds Li w PO x N y S z with 3.2 <x <3.8, 0.13 <y <0.4, 0 <z <0.2, 2.9 <w <3.3 or the compounds as Li t P x AlyO u N v S w with 5x + 3y = 5, 2u + 3v + 2w = 5 + t, 2.9 <t <3.3, 0.84 <x <0.94, 0.094 <y <0.26, 3, 2 <u <3.8, 0.13 <v <0.46, 0 <w <0.2;

les matériaux à base d'oxynitrures de lithium de phosphore ou de bore, appelés respectivement « LiPON » et « LIBON », pouvant également contenir du silicium, du soufre, du zirconium, de l'aluminium, ou une combinaison d'aluminium, bore, soufre et/ou silicium, et du bore pour les matériaux à base d'oxynitrures de lithium de phosphore ; materials based on phosphorus or boron lithium oxynitrides, known as "LiPON" and "LIBON", respectively, which may also contain silicon, sulfur, zirconium, aluminum, or a combination of aluminum, boron , sulfur and / or silicon, and boron for phosphorus lithium oxynitride materials;

les composé lithiés à base d’oxynitrure de lithium, de phosphore et de silicium appelés « LiSiPON », et en particulier le Li1 9Si0 28P1 0O1 1 N1 0 ; the lithiated compounds based on lithium oxynitride, phosphorus and silicon called "LiSiPON", and in particular Li1 9Si0 28P1OO1 1 N1 0;

les oxynitrures de lithium de types LiBON, LiBSO, LiSiPON, LiSON, thio- LiSiCON, LiPONB (ou B, P et S représentent respectivement le bore, le phosphore et le soufre); lithium oxynitrides of LiBON, LiBSO, LiSiPON, LiSON, thio-LiSiCON, LiPONB (or B, P and S respectively represent boron, phosphorus and sulfur);

les oxynitrures de lithium de type LiBSO tels que (1 -x)LiB02 - xLi2S04 avec 0,4 < xLithium oxynitrides of LiBSO type such as (1-x) LiB0 2 -x Li 2 S0 4 with 0.4 <x

< 0,8 ; <0.8;

les oxydes lithiés, de préférence choisis parmi le U7La3Zr20i2 ou le Li5+xLa3(Zrx,A2- x)Oi2 avec A=Sc, Y, Al, Ga et 1 ,4 < x < 2 ou le Lio,35Lao,55Ti03 ou le Li3xLa2/3-xTi03 avec 0 < x < 0,16 (LLTO); the lithiated oxides, preferably chosen from U 7 La 3 Zr 2 0i 2 or Li 5 + x La 3 (Zr x , A2- x ) O 12 with A = Sc, Y, Al, Ga and 1.4 <x < 2 or L10, 35Lao, 55Ti0 3 or Li 3x La 2/3-x Ti0 3 with 0 <x <0.16 (LLTO);

les silicates, de préférence choisis parmi U2S12O5, Li2Si03, U2S12O6, LiAISi04, U4S1O4, Li AIS12O6 ; silicates, preferably selected from U2S12O5, Li 2 Si0 3, U2S12O6, LiAISi0 4 U4S1O4, Li AIS12O6;

les électrolytes solides de type anti-perovskite choisis parmi : Li3OA avec A un halogénure ou un mélange d’halogénures, de préférence au moins un des éléments choisi parmi F, Cl, Br, I ou un mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments ; Li(3-X)MX/20A avec 0 < x < 3, M un métal divalent, de préférence au moins un des éléments choisi parmi Mg, Ca, Ba, Sr ou un mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments, A un halogénure ou un mélange d’halogénures, de préférence au moins un des éléments choisi parmi F, Cl, Br, I ou un mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments ; ϋ(3-c)M3c/30A avec 0 < x < 3, M3 un métal trivalent, A un halogénure ou un mélange d’halogénures, de préférence au moins un des éléments choisi parmi F, mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments ; ou UCOXzY Y des halogénures comme mentionnés ci-dessus en relation avec the solid electrolytes of anti-perovskite type chosen from: Li 3 OA with a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four of these elements; Li (3-X) M X / 20A with 0 <x <3, M a divalent metal, preferably at least one of Mg, Ca, Ba, Sr or a mixture of two or three or four of these elements, a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four thereof; ϋ (3-c) M 3 c / 30A with 0 <x <3, M 3 a trivalent metal, A halide or mixture of halides, preferably at least one element selected from F, mixture of two or three or four of these elements; or UCOX z YY halides as mentioned above in connection with

o les composés Lao,5i I— io,34TÏ2,94, LÎ3 4Vo,4G 2O5, LiAIGaSP04 ! o les formulations à base de U2CO3, I(P03)3LiF, P2S3, Li2S, Li3N, Ui4Zn(Ge04)4, LÎ3,6Geo,6Vo,404, LiTÎ2(P ,25Po,25S4, LÎ1 ,3AIo,3Tϊΐ ,7(Rq4)3> ϋ1+cAIcM2-c(R04)3 (où M = Ge, Ti, et/ou x < 1 ), Ui+x+yAlxTi2-xSiyP3-yOi2 (où 0<x<1 et 0<y<1 ). the compounds Lao, 5i, 10, 34, 12, 94 , Li 4 4 Vo, 4G 2 O 5, LiAIGaSPO 4; the formulations based on U 2 CO 3, I (PO 3 ) 3 LiF, P 2 S 3 , Li 2 S, Li 3 N, Ui 4 Zn (GeO 4) 4, Li 3 , 6Geo, 6Vo, 404, LiTi 2 (P, 25Po , 25S4, L1, 3 Alo, 3 Tϊΐ, 7 (Rq4) 3> ϋ 1 + c AI c M 2 -c (R0 4 ) 3 (where M = Ge, Ti, and / or x <1), Ui + x + y AlxTi2-xSiyP3-yOi2 (where 0 <x <1 and 0 <y <1).

Pour la réalisation des assemblages des batteries la présence d’une couche poreuse d’électrolytes solides à base de phosphates lithiés entre les anodes et cathodes est préférée. Ces matériaux présentent des points de fusion relativement bas, et les particules se soudent relativement bien à des températures modérées. Par ailleurs, le fait qu’ils contiennent déjà du lithium inséré permet d’éviter que du lithium ne vienne diffuser dans le matériau pendant l’assemblage, ce qui pourrait créer des zones d’appauvrissement en surface. For the production of battery assemblies the presence of a porous layer of solid electrolytes based on lithiated phosphates between the anodes and cathodes is preferred. These materials have relatively low melting points, and the particles weld relatively well at moderate temperatures. Moreover, the fact that they already contain inserted lithium prevents lithium from diffusing into the material during assembly, which could create areas of depletion on the surface.

Selon les constatations de la demanderesse, avec un diamètre moyen des agrégats ou des agglomérats de nanoparticules compris entre 80 nm et 300 nm (de préférence entre 100 nm à 200 nm) on obtient, lors des étapes de procédé ultérieures, une couche présentant une porosité ouverte, avec un diamètre moyen de pores inférieur à 100 nm, de préférence inférieur à 80 nm, préférentiellement compris entre 2 nm et 80 nm, et encore plus préférentiellement compris entre 2 nm et 50 nm.  According to the findings of the applicant, with an average diameter of the aggregates or agglomerates of nanoparticles between 80 nm and 300 nm (preferably between 100 nm and 200 nm), during the subsequent process steps, a layer having a porosity is obtained. open, with an average pore diameter of less than 100 nm, preferably less than 80 nm, preferably between 2 nm and 80 nm, and even more preferably between 2 nm and 50 nm.

Selon l’invention, la couche inorganique poreuse peut être déposée par voie électrophorétique, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating. According to the invention, the porous inorganic layer can be deposited electrophoretically, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating.

3. Dépôt d’une couche inorganique poreuse par électrophorèse 3. Deposition of a porous inorganic layer by electrophoresis

Le procédé selon l’invention peut utiliser l’électrophorèse de suspensions de nanoparticules comme technique de dépôt des couches poreuses. Le procédé de dépôt de couches à partir d’une suspension de nanoparticules est connu en tant que tel (voir par exemple EP 2 774 208 B1 ). Le dépôt par électrophorèse se fait par l’application d’un champ électrique entre le substrat sur lequel est réalisé le dépôt, et une contre-électrode, permettant de mettre les particules chargées de la suspension colloïdale en mouvement, et de les déposer sur le substrat. Pour assurer la stabilité de la suspension colloïdale, on utilise de préférence des nanoparticules polaires, et/ou la suspension colloïdale présente avantageusement un potentiel Zêta en valeur absolue supérieur à 25 mV. The process according to the invention can use the electrophoresis of nanoparticle suspensions as a technique for depositing the porous layers. The process of depositing layers from a suspension of nanoparticles is known per se (see, for example, EP 2 774 208 B1). The deposition by electrophoresis is done by the application of an electric field between the substrate on which the deposit is made, and a counter electrode, allowing to put the charged particles of the colloidal suspension in motion, and to deposit them on the substrate. To ensure the stability of the colloidal suspension, polar nanoparticles are preferably used, and / or the colloidal suspension advantageously has a Zeta potential in absolute value greater than 25 mV.

Le dépôt par électrophorèse se fait à partir d’une suspension de particules de matériau inorganique apte à être utilisé comme couche inorganique poreuse selon l’invention, sur un substrat présentant une conductivité électrique suffisante. Ainsi, il peut s’agir d’un substrat métallique, par exemple d’une feuille métallique (telle qu’une une feuille d’acier inoxydable d’une épaisseur d’environ 5 pm), ou d’une feuille polymérique ou non métallique pourvue d’une surface conductrice (par exemple revêtue d’une couche de métal ou d’une couche d’un oxyde conducteur, tel qu’une couche d’ITO, qui a l’avantage d’agir également comme barrière de diffusion). Pour fabriquer une batterie on peut déposer le matériau inorganique par électrophorèse sur une couche de matériau d’électrode (anode ou cathode). Ladite couche de matériau d’électrode peut avoir été déposée par exemple sur un substrat conducteur de type feuille de métal ou feuille polymère revêtue d’une couche conductrice.  The electrophoresis deposition is made from a suspension of particles of inorganic material suitable for use as a porous inorganic layer according to the invention, on a substrate having a sufficient electrical conductivity. Thus, it may be a metal substrate, for example a metal sheet (such as a stainless steel sheet with a thickness of about 5 μm), or a polymeric sheet or not metal having a conductive surface (for example coated with a layer of metal or a layer of a conductive oxide, such as a layer of ITO, which has the advantage of also acting as a diffusion barrier ). To manufacture a battery, the inorganic material can be electrophoretically deposited on a layer of electrode material (anode or cathode). Said layer of electrode material may have been deposited for example on a conductive substrate of metal foil type or polymer sheet coated with a conductive layer.

Pour que l’électrophorèse puisse avoir lieu, on pose une contre-électrode dans la suspension et on applique une tension entre le substrat et ladite contre-électrode.  In order for the electrophoresis to take place, a counter-electrode is placed in the suspension and a voltage is applied between the substrate and the counterelectrode.

La vitesse de dépôt électrophorétique est fonction du champ électrique appliqué et de la mobilité électrophorétique des particules de la suspension et peut être très élevée. Pour une tension appliquée de 200 V, la vitesse de dépôt peut atteindre environ 10 pm/min. L’inventeur a constaté que cette technique permet de déposer des couches très homogènes sur de très larges surfaces (sous réserve que les concentrations en particules et champs électriques soient homogènes sur la surface du substrat). Elle se prête aussi bien à un procédé continu en bande, que dans un procédé en batch sur des plaques. The electrophoretic deposition rate is a function of the applied electric field and the electrophoretic mobility of the particles of the suspension and can be very high. For an applied voltage of 200 V, the deposition rate can reach about 10 pm / min. The inventor has found that this technique makes it possible to deposit very homogeneous layers over very large areas (provided that the concentrations of particles and electric fields are homogeneous on the surface of the substrate). It lends itself as well to a continuous strip process, as in a batch process on plates.

La couche inorganique poreuse, de préférence mésoporeuse, est déposée sur une couche d’anode 12 et/ou une couche de cathode 22 elles-mêmes formées sur un substrat conducteur servant de collecteur de courant par un procédé approprié, et/ou directement sur un substrat suffisamment conducteur servant de collecteur de courant. The porous inorganic layer, preferably mesoporous, is deposited on an anode layer 12 and / or a cathode layer 22 themselves formed on a conductive substrate serving as a current collector by an appropriate method, and / or directly on a sufficiently conducting substrate serving as a current collector.

Ce substrat servant de collecteur de courant peut être métallique, par exemple une feuille métallique, ou une feuille polymérique ou non métallique métallisée (i.e. revêtue d’une couche de métal). Le substrat est de préférence choisi parmi des feuillards en titane, en cuivre, en nickel ou en acier inoxydable.  This current collector substrate may be metallic, for example a metal sheet, or a metallized polymeric or non-metallic sheet (i.e. coated with a metal layer). The substrate is preferably selected from strips of titanium, copper, nickel or stainless steel.

La feuille métallique peut être revêtue d’une couche de métal noble, notamment choisi parmi l’or, le platine, le palladium, le titane ou des alliages contenant majoritairement au moins un ou plusieurs de ces métaux, ou d’une couche de matériau conducteur de type ITO (qui a l’avantage d’agir également comme barrière de diffusion). Dans les batteries employant des électrodes poreuses et des couches inorganiques poreuses selon l’invention, les phases liquides porteuses d’ions de lithium qui viennent imprégner les pores sont en contact direct avec le collecteur de courant. Cependant, lorsque ces phases liquides porteuses d’ions de lithium sont en contact avec les substrats métalliques et polarisés à des potentiels très anodiques pour la cathode et très cathodique pour l’anode, ces phases liquides porteuses d’ions de lithium sont susceptibles d’induire une dissolution du collecteur de courant. Ces réactions parasites peuvent dégrader la durée de vie de la batterie et accélérer son autodécharge. Pour éviter cela, des collecteurs de courant en aluminium sont utilisés à la cathode, dans toutes les batteries à ions de lithium. L’aluminium a cette particularité de s’anodiser aux potentiels très anodiques, et la couche d’oxyde ainsi formée à sa surface le protège de la dissolution. Cependant l’aluminium présente une température de fusion proche de 60053 et ne peut être utilisé pour la fabrication de batteries comprenant des électrodes poreuses et un électrolyte selon l’invention. Les traitements de consolidation ultérieurs des électrodes poreuses et des électrolytes selon l’invention conduiraient à faire fondre le collecteur de courant. Ainsi, pour éviter les réactions parasites pouvant dégrader la durée de vie de la batterie et accélérer son autodécharge, un feuillard de titane est avantageusement utilisé comme collecteur de courant à la cathode. Lors du fonctionnement de la batterie, le feuillard en titane va, comme l’aluminium, s’anodiser et sa couche d’oxyde va empêcher les éventuelles réactions parasites de dissolution du titane au contact de l’électrolyte liquide. De plus, comme le titane présente un point de fusion beaucoup plus élevé que l’aluminium, des électrodes entièrement solides selon l’invention, peuvent être réalisées directement sur ce type de feuillard. The metal sheet may be coated with a layer of noble metal, in particular chosen from gold, platinum, palladium, titanium or alloys containing predominantly at least one or more of these metals, or a layer of material ITO type conductor (which has the advantage of also acting as a diffusion barrier). In batteries employing porous electrodes and porous inorganic layers according to the invention, the liquid phases carrying lithium ions which impregnate the pores are in direct contact with the current collector. However, when these liquid phases carrying lithium ions are in contact with the metal substrates and polarized at very anode potentials for the cathode and very cathodic for the anode, these liquid phases carrying lithium ions are susceptible to induce a dissolution of the current collector. These spurious reactions can degrade the life of the battery and accelerate its self-discharge. To avoid this, aluminum current collectors are used at the cathode, in all lithium ion batteries. Aluminum has the characteristic of being anodized with very anodic potentials, and the oxide layer thus formed on its surface protects it from dissolution. However, the aluminum has a melting temperature close to 60053 and can not be used for the manufacture of batteries comprising porous electrodes and an electrolyte according to the invention. The subsequent consolidation treatments of the porous electrodes and electrolytes according to the invention would lead to melting the current collector. Thus, to avoid spurious reactions that can degrade the life of the battery and accelerate its self-discharge, a titanium strip is advantageously used as a current collector at the cathode. During operation of the battery, the titanium strip will, like aluminum, anodize and its oxide layer will prevent any parasitic reactions dissolution of titanium in contact with the liquid electrolyte. In addition, since titanium has a much higher melting point than aluminum, fully solid electrodes according to the invention can be produced directly on this type of strip.

L’emploi de ces matériaux massifs, notamment de feuillards en titane, en cuivre ou en nickel, permet également de protéger les bords de découpe des électrodes de batteries des phénomènes de corrosion. L’acier inoxydable peut également être employé comme collecteur de courant, notamment lorsqu’il contient du titane ou de l’aluminium comme élément d’alliage, ou lorsqu’il présente en surface une fine couche d’oxyde protecteur. The use of these massive materials, in particular strips of titanium, copper or nickel, also protects the cutting edges of the battery electrodes corrosion phenomena. Stainless steel can also be used as a current collector, especially when it contains titanium or aluminum as an alloying element, or when it has a thin layer of protective oxide on the surface.

D’autres substrats servant de collecteur de courant peuvent être utilisés tels que des feuillards métalliques moins nobles recouverts d’un revêtement protecteur, permettant d’éviter l’éventuelle dissolution de ces feuillards induite par la présence d’électrolytes à leur contact. Ces feuillards métalliques moins nobles peuvent être des feuillards en Cuivre, en Nickel ou des feuillards d’alliages métalliques tels que des feuillards en acier inoxydable, des feuillards d’alliage Fe-Ni, d’alliage Be-Ni-Cr, d’alliage Ni-Cr ou d’alliage Ni-Ti. Other substrates serving as current collector may be used such as less noble metal strips coated with a protective coating, to avoid the possible dissolution of these strips induced by the presence of electrolytes on contact. These less noble metal strips may be copper strips, nickel or strip of metal alloys such as stainless steel strips, Fe-Ni alloy strips, Be-Ni-Cr alloy, alloy Ni-Cr or Ni-Ti alloy.

Le revêtement pouvant être utilisé pour protéger les substrats servant de collecteurs de courant peut être de différentes natures. Il peut être une : The coating that can be used to protect substrates serving as current collectors can be of different kinds. It can be a:

couche mince obtenue par procédé sol-gel du même matériau que celui de l’électrode. L’absence de porosité dans ce film permet d’éviter les contacts entre l’électrolyte et le collecteur de courant métallique, thin layer obtained by sol-gel process of the same material as that of the electrode. The absence of porosity in this film makes it possible to avoid contact between the electrolyte and the metal current collector,

couche mince obtenue par dépôt sous vide, notamment par dépôt physique en phase vapeur (ou PVD pour l'anglais physical vapor déposition) ou par dépôt chimique en phase vapeur (ou CVD pour l'anglais Chemical vapor déposition), du même matériau que celui de l’électrode, thin layer obtained by vacuum deposition, particularly by physical vapor deposition (PVD or for English physical vapor deposition) or by chemical vapor deposition (CVD or for English Chemical vapor deposition), the same material as that of the electrode,

couche mince métallique, dense, sans défaut, telle qu’une couche mince métallique d’or, de titane, de platine, de palladium, de tungstène ou de molybdène. Ces métaux peuvent être utilisés pour protéger les collecteurs de courant car ils ont de bonnes propriétés de conduction et peuvent résister aux traitements thermiques lors du procédé subséquent de fabrication des électrodes. Cette couche peut notamment être réalisée par électrochimie, PVD, CVD, évaporation, ALD, Thin metal layer, dense, flawless, such as a thin layer of gold, titanium, platinum, palladium, tungsten or molybdenum. These metals can be used to protect current collectors because they have good conduction properties and can withstand heat treatments in the subsequent electrode manufacturing process. This layer can in particular be made by electrochemistry, PVD, CVD, evaporation, ALD,

couche mince de carbone tel que du carbone diamant, graphique, déposé par ALD, PVD, CVD ou par encrage d’une solution sol-gel permettant d’obtenir après traitement thermique une phase inorganique dopée en carbone pour la rendre conductrice, couche d’oxydes conducteurs, telle qu’une couche d’ITO (oxyde d’indium-étain) uniquement déposée sur le substrat cathodique car les oxydes se réduisent aux faibles potentiels, carbon thin film such as diamond-like carbon, graphic, deposited by ALD, PVD, CVD or by inking a sol-gel solution to obtain after heat treatment a inorganic layer doped with carbon to make it conductive, layer conductive oxides, such as a layer of ITO (indium-tin oxide) only deposited on the cathode substrate because the oxides are reduced to low potentials,

couche de nitrures conducteurs telle qu’une couche de TiN uniquement déposée sur le substrat cathodique car les nitrures insèrent le lithium aux faibles potentiels. layer of conductive nitrides such as TiN layer only deposited on the cathode substrate because nitrides insert the lithium at low potentials.

Le revêtement pouvant être utilisé pour protéger les substrats servant de collecteurs de courant doit être conducteur électronique pour ne pas nuire au fonctionnement de l’électrode déposée ultérieurement sur ce revêtement, en la rendant trop résistive. The coating that can be used to protect the substrates serving as current collectors must be electronically conductive so as not to interfere with the operation of the electrode subsequently deposited on this coating, making it too resistive.

D’une manière générale, pour ne pas impacter trop lourdement le fonctionnement des cellules batteries, les courants de dissolution max mesurés sur les substrats, aux potentiels de fonctionnement des électrodes, exprimés en mA/cm2, doivent être 1000 fois inférieurs aux capacités surfaciques des électrodes exprimées en pAh/cm2. La couche inorganique poreuse, de préférence mésoporeuse, est déposée sur une couche d’anode 12 et/ou une couche de cathode 22. Le dépôt d’une couche de matériau par électrophorèse permet un recouvrement parfait de la surface de la couche d’électrode quelle que soit sa géométrie, la présence de défauts d’aspérité. Elle permet par conséquent de garantir les propriétés diélectriques de la couche. Dans un mode de réalisation avantageux on applique des impulsions de courant à haute fréquence, car cela évite la formation de bulles à la surface des électrodes et les variations du champ électrique dans la suspension pendant le dépôt. L’épaisseur de la couche inorganique poreuse ainsi déposée est avantageusement inférieure à 10 pm, de préférence inférieure à 8 pm, et se situe encore plus préférentiellement entre 1 pm et 6 pm. In general, in order not to impact the operation of the battery cells too much, the maximum dissolution currents measured on the substrates, at the operating potentials of the electrodes, expressed in mA / cm 2 , must be 1000 times lower than the surface capacities. electrodes expressed in pAh / cm 2 . The porous inorganic layer, preferably mesoporous, is deposited on an anode layer 12 and / or a cathode layer 22. The deposition of a layer of material by electrophoresis allows a perfect overlap of the surface of the electrode layer whatever its geometry, the presence of roughness defects. It therefore makes it possible to guarantee the dielectric properties of the layer. In an advantageous embodiment, high frequency current pulses are applied because this avoids the formation of bubbles on the surface of the electrodes and the variations of the electric field in the suspension during the deposition. The thickness of the porous inorganic layer thus deposited is advantageously less than 10 μm, preferably less than 8 μm, and is even more preferably between 1 μm and 6 μm.

La compacité de la couche obtenue par le dépôt électrophorétique, et l’absence de composés organiques en grande quantité dans la couche permet de limiter voire d’éviter les risques de craquelures ou d’apparition d’autres défauts dans la couche pendant les étapes de séchage. Selon une caractéristique essentielle de la présente invention la couche inorganique poreuse selon l’invention ne comporte pas de liant organique. The compactness of the layer obtained by the electrophoretic deposition, and the absence of organic compounds in large quantities in the layer makes it possible to limit or even avoid the risk of cracks or appearance of other defects in the layer during the steps of drying. According to an essential characteristic of the present invention, the porous inorganic layer according to the invention does not comprise an organic binder.

4. Dépôt d’une couche inorganique poreuse par dip-coatina 4. Deposition of a porous inorganic layer by dip-coatina

On peut déposer des nanoparticules d’un matériau inorganique par le procédé d’enduction par trempage (appelé « dip-coating » en anglais), et ce, quel que soit la nature chimique des nanoparticules employées. Ce procédé de dépôt est préféré lorsque les nanoparticules inorganiques sont peu ou pas chargées électriquement. Afin d’obtenir une couche d’une épaisseur désirée, l’étape de dépôt par dip-coating des nanoparticules inorganiques suivie de l’étape de séchage de la couche obtenue sont répétées autant que nécessaire. Nanoparticles of an inorganic material can be deposited by the so-called "dip-coating" process, regardless of the chemical nature of the nanoparticles used. This deposition process is preferred when the inorganic nanoparticles are little or not electrically charged. In order to obtain a layer of a desired thickness, the dip-coating deposition step of the inorganic nanoparticles followed by the step of drying the layer obtained are repeated as much as necessary.

Bien que cette succession d’étapes d’enduction par trempage / séchage soit chronophage, le procédé de dépôt par dip-coating est un procédé simple, sûr, facile à mettre en œuvre, à industrialiser ; il permet d’obtenir une couche finale homogène et compacte.  Although this succession of dipping / drying coating steps is time-consuming, the dip-coating deposition process is a simple, safe, easy to implement, industrialize process; it makes it possible to obtain a homogeneous and compact final layer.

Ces nanoparticules sont déposées sur une couche d’anode 12 et/ou une couche de cathode 22 elles-mêmes formées sur un substrat conducteur servant de collecteur de courant par un procédé approprié, et/ou directement sur un substrat suffisamment conducteur servant de collecteur de courant comme indiqué à la section 3 précédente. 5. Traitement et propriétés des couches déposées These nanoparticles are deposited on an anode layer 12 and / or a cathode layer 22 themselves formed on a conductive substrate serving as a current collector by an appropriate method, and / or directly on a sufficiently conducting substrate serving as a collector of as in previous section 3. 5. Treatment and properties of deposited layers

Après leur dépôt les couches doivent être séchées ; le séchage ne doit pas induire la formation de fissures. Pour cette raison il est préféré de l’effectuer dans des conditions d’humidité et de température contrôlées. After they have been deposited, the layers must be dried; the drying must not induce the formation of cracks. For this reason it is preferred to perform it under conditions of controlled humidity and temperature.

Les couches séchées peuvent être consolidées par une étape de pressage et/ou de traitement thermique. Dans un mode de réalisation très avantageux de l’invention ce traitement mécanique (i.e. compression mécanique) et / ou thermique conduit à une coalescence partielle des nanoparticules primaires dans les agrégats ou les agglomérats, et entre agrégats ou agglomérats voisins ; ce phénomène est appelé « necking » ou « neck formation ». Il est caractérisé par la coalescence partielle de deux particules en contact, qui restent séparées mais reliées par un col (retreint) ; cela est illustré de manière schématique sur la figure 1. Ainsi se forme un réseau tridimensionnel de particules interconnectées ; ce réseau comporte une porosité ouverte formée par des pores interconnectés. La taille de ces pores se situe avantageusement dans le domaine des mésopores, c’est-à-dire entre 2 nm et 50 nm. Avantageusement les pores ouverts de ladite couche inorganique poreuse présentent un volume supérieur à 25%, de préférence supérieur à 30 % du volume total de ladite couche inorganique poreuse. Lorsque le volume des pores de la couche inorganique poreuse est inférieur à 25%, un réseau tridimensionnel de particules interconnectées ne peut être obtenu ; la couche obtenue dans ce cas présente une porosité fermée ne permettant pas à la structure d’être imprégnée ultérieurement par une phase porteuse d’ions de lithium.  The dried layers can be consolidated by a pressing step and / or heat treatment. In a very advantageous embodiment of the invention, this mechanical (i.e. mechanical compression) and / or thermal treatment leads to a partial coalescence of the primary nanoparticles in the aggregates or agglomerates, and between adjacent aggregates or agglomerates; this phenomenon is called "necking" or "neck training". It is characterized by the partial coalescence of two particles in contact, which remain separated but connected by a neck (retreint); this is illustrated schematically in FIG. 1. Thus a three-dimensional network of interconnected particles is formed; this network has an open porosity formed by interconnected pores. The size of these pores is advantageously in the mesopore range, that is to say between 2 nm and 50 nm. Advantageously, the open pores of said porous inorganic layer have a volume greater than 25%, preferably greater than 30% of the total volume of said porous inorganic layer. When the pore volume of the porous inorganic layer is less than 25%, a three-dimensional network of interconnected particles can not be obtained; the layer obtained in this case has a closed porosity that does not allow the structure to be subsequently impregnated with a phase carrying lithium ions.

La température nécessaire pour obtenir du « necking » dépend du matériau ; compte tenu du caractère diffusif du phénomène qui conduit au necking, la durée du traitement dépend de la température.  The temperature required to obtain "necking" depends on the material; given the diffusive nature of the phenomenon that leads to necking, the duration of the treatment depends on the temperature.

Selon le cas, ce traitement thermique, s’il est effectué à une température suffisante, par exemple 350 53, permet également d’éliminer d’éventuels résidus organiques provenant du procédé de fabrication de la suspension de nanoparticules ou de solvants.  Depending on the case, this heat treatment, if it is carried out at a sufficient temperature, for example 350 53, also makes it possible to eliminate any organic residues resulting from the process for manufacturing the suspension of nanoparticles or solvents.

Le traitement thermique et / ou le pressage est avantageusement effectué au cours d’étapes de fabrication ultérieures servant à d’autres fins ; cela est décrit dans la section 6 ci-dessous en relation avec la fabrication de batteries.  The heat treatment and / or the pressing is advantageously carried out during subsequent manufacturing steps for other purposes; this is described in section 6 below in relation to the manufacture of batteries.

6. Assemblage d’une batterie 6. Assembling a battery

Un des buts de l’invention est de fournir de nouveaux électrolytes en couche mince pour des batteries secondaires aux ions de lithium. Nous décrivons ici la réalisation d’une batterie avec un électrolyte comprenant une couche inorganique poreuse. Une suspension de nanoparticules de matériau précurseur d’une couche inorganique poreuse peut être préparée par voie solvothermale, notamment hydrothermale, ce qui conduit directement à des nanoparticules de bonne cristallinité. On dépose la couche inorganique poreuse par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating sur une couche de cathode 22 recouvrant un substrat 21 et/ou sur une couche d’anode 12 recouvrant un substrat 11 ; dans les deux cas ledit substrat 11 , 21 doit présenter une conductivité suffisante pour pourvoir agir comme collecteur de courant cathode ou anodique, respectivement. One of the aims of the invention is to provide new thin-layer electrolytes for batteries secondary to lithium ions. We describe here the production of a battery with an electrolyte comprising a porous inorganic layer. A suspension of nanoparticles of precursor material of a porous inorganic layer may be prepared by the solvothermal route, in particular the hydrothermal route, which leads directly to nanoparticles of good crystallinity. The porous inorganic layer is deposited by electrophoresis, by the ink-jet printing process, by scraping, by roll coating, by curtain coating or dip-coating on a cathode layer 22 covering a substrate 21 and / or on an anode layer 12 covering a substrate 11; in both cases said substrate 11, 21 must have sufficient conductivity to act as a cathode or anode current collector, respectively.

L’assemblage de la cellule formée par une couche d’anode, la couche inorganique poreuse et une couche de cathode se fait à par pression à chaud, de préférence sous atmosphère inerte. La température est avantageusement comprise entre 300 °C et 500 'Ό, de préférence entre 350 °C et 450 'Ό. La pression est avantageusement comprise entre 40 MPa et 100 MPa. Le pressage à chaud peut être réalisé par exemple à 350 °C et 100 MPa.  The assembly of the cell formed by an anode layer, the porous inorganic layer and a cathode layer is carried out by hot pressing, preferably under an inert atmosphere. The temperature is advantageously between 300 ° C. and 500 ° C., preferably between 350 ° C. and 450 ° C. The pressure is advantageously between 40 MPa and 100 MPa. The hot pressing can be carried out for example at 350 ° C and 100 MPa.

Ensuite, cette cellule, qui est totalement solide et rigide, et qui ne contient aucun matériau organique, est imprégnée par immersion dans une phase porteuse d’ions de lithium. Du fait de la porosité ouverte et de la faible taille des porosités (notamment lorsque la taille D5O des pores est inférieure à 50 nm), l’imprégnation dans l’ensemble de la cellule (électrodes et séparateur) se fait par capillarité. Un séparateur particulièrement préféré est un séparateur en Li3AI0,4Sci,6(PO4)3 présentant une mésoporosité. Des détails sur l’imprégnation sont donnés dans la section 7 ci-dessous. Then, this cell, which is completely solid and rigid, and which contains no organic material, is impregnated by immersion in a phase carrying lithium ions. Because of the open porosity and the small size of the porosities (especially when the size D 5 O of the pores is less than 50 nm), the impregnation in the whole of the cell (electrodes and separator) is done by capillarity. A particularly preferred separator is a Li 3 Al 0, 4Sci , 6 (PO 4) 3 separator having a mesoporosity. Details on the impregnation are given in section 7 below.

La phase porteuse d’ions de lithium peut contenir par exemple du LiPF6 ou du LiBF4 dissout dans un solvant aprotique, ou un liquide ionique contenant des sels de lithium. On peut aussi utiliser des liquides ioniques, éventuellement dissouts dans un solvant approprié, et/ou mélangés avec des électrolytes organiques. On peut par exemple mélanger à 50 % massiques le LiPF6 dissous dans EC/DMC avec un liquide ionique contenant des sels de lithium de type LiTFSI :PYR14TFSI (rapport molaire 1 :9). On peut également réaliser des mélanges de liquides ioniques pouvant fonctionner à basse température comme par exemple le mélange LiTFSI :PYR13FSI :PYR14TFSI (rapport molaire 2 :9 :9). The carrier phase of lithium ions may contain, for example, LiPF 6 or LiBF 4 dissolved in an aprotic solvent, or an ionic liquid containing lithium salts. It is also possible to use ionic liquids, optionally dissolved in a suitable solvent, and / or mixed with organic electrolytes. For example, LiPF 6 dissolved in EC / DMC can be mixed at 50% by mass with an ionic liquid containing lithium salts of LiTFSI type: PYR14TFSI (1: 9 molar ratio). It is also possible to produce mixtures of ionic liquids that can operate at low temperature, for example the LiTFSI: PYR13FSI: PYR14TFSI mixture (molar ratio 2: 9: 9).

EC est l‘abréviation courante de carbonate d’éthylène (n ° CAS : 96-49-1 ). DMC est l’abréviation courante de carbonate de diméthyle (n ° CAS : 616-38-6). LITFSI est l’abréviation courante de lithium bis-trifluorométhanesulfonimide (n° CAS : 90076-65-6). PYR13FSI est l’abréviation courante de N-Propyl-N-Méthylpyrrolidinium bis(fluorosulfonyl) imide. PYR14TFSI est l’abréviation courante de 1 -butyl-1 -méthylpyrrolidinium bis(trifluoro- méthanesulfonyljimide. EC is the current abbreviation for ethylene carbonate (CAS # 96-49-1). DMC is the current abbreviation for dimethyl carbonate (CAS No. 616-38-6). LITFSI is the current abbreviation for lithium bis-trifluoromethanesulfonimide (CAS RN: 90076-65-6). PYR13FSI is the current abbreviation of N-Propyl-N-methylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) imide. PYR14TFSI is the current abbreviation for 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide.

Nous décrivons ici un autre exemple de fabrication d’une batterie à ions de lithium selon l’invention. Ce procédé comprend les étapes de : We describe here another example of manufacture of a lithium ion battery according to the invention. This process comprises the steps of:

(1 ) Approvisionnement d’au moins deux substrats conducteurs préalablement recouverts d’une couche d’un matériau pouvant servir comme anode et, respectivement, comme cathode (ces couches étant appelées « couche d’anode » et « couche de cathode »),  (1) supplying at least two conductive substrates previously covered with a layer of a material that can serve as anode and, respectively, as a cathode (these layers being called "anode layer" and "cathode layer"),

(2) Approvisionnement d’une suspension colloïdale comprenant des agrégats ou des agglomérats de nanoparticules d’au moins un matériau inorganique, lesdits agrégats ou lesdits agglomérats présentant un diamètre moyen D5o compris entre 80 nm et 300 nm (de préférence entre 100 nm à 200 nm),(2) Supply of a colloidal suspension consisting of aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material, said aggregates or said agglomerates having an average diameter D 5 o between 80 nm and 300 nm (preferably between 100 nm at 200 nm),

(3) Déposition d’une couche inorganique poreuse par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating, à partir de ladite suspension colloïdale sur au moins une couche de cathode ou d’anode obtenue à l’étape (1 ), (3) Deposition of a porous inorganic layer by electrophoresis, by ink-jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating, from said colloidal suspension onto at least one cathode or anode layer obtained in step (1),

(4) Séchage de la couche ainsi obtenue, de préférence sous un flux d’air, (4) drying the layer thus obtained, preferably under a stream of air,

(5) Empilement des couches de cathode et d’anode, de préférence décalées latéralement, (5) Stacking cathode and anode layers, preferably laterally offset,

(6) Traitement de l’empilement des couches d’anode et de cathode obtenu à l’étape (5) par compression mécanique et/ou traitement thermique de manière à juxtaposer et assembler les couches inorganiques poreuses présentes sur les couches d’anode et de cathode,  (6) treatment of the stack of the anode and cathode layers obtained in step (5) by mechanical compression and / or heat treatment so as to juxtapose and assemble the porous inorganic layers present on the anode layers and cathode,

(7) Imprégnation de la structure obtenue à l’étape (6) par une solution électrolytique telle qu’un liquide ionique comprenant un sel de lithium, qu’une phase porteuse d’ions de lithium, de préférence par une phase porteuse d’ions de lithium comprenant au moins 50% massique d’au moins un liquide ionique, pour obtenir une batterie.  (7) Impregnation of the structure obtained in step (6) with an electrolytic solution such as an ionic liquid comprising a lithium salt or a phase carrying lithium ions, preferably with a carrier phase of lithium ions comprising at least 50% by weight of at least one ionic liquid, to obtain a battery.

L’ordre des étapes (1 ) et (2) n’a pas d’importance. The order of steps (1) and (2) does not matter.

La batterie obtenue est totalement rigide, et ce même lorsqu’au moins un liquide ionique est employé, ce dernier étant nanoconfiné dans les pores des couches poreuses.  The battery obtained is completely rigid, even when at least one ionic liquid is used, the latter being nanoconfigured in the pores of the porous layers.

Le diamètre primaire moyen D5o des nanoparticules formant les agrégats ou les agglomérats de la dite suspension peut être inférieur ou égal à 50 nm, et dans ce cas on prépare cette suspension de préférence par précipitation ou par synthèse solvothermale. Il peut également être supérieur à 50 nm, de préférence compris entre 50 nm et 150 nm et dans ce cas on peut utiliser des suspensions obtenues par broyage humide. The average primary diameter D 5 o of the nanoparticles forming the aggregates or agglomerates of said suspension may be less than or equal to 50 nm, and in this case this suspension is preferably prepared by precipitation or by solvothermal synthesis. It may also be greater than 50 nm, preferably between 50 nm and 150 nm and in this case may be used suspensions obtained by wet grinding.

Avantageusement, les couches d’anodes et de cathode peuvent être des électrodes denses, i.e des électrodes présentant une porosité volumique inférieure à 20%, des électrodes poreuses, de préférence présentant un réseau interconnecté de pores ouverts ou des électrodes mésoporeuses, de préférence présentant un réseau interconnecté de mésopores ouverts. Advantageously, the anode and cathode layers may be dense electrodes, ie electrodes having a volume porosity of less than 20%, porous electrodes, preferably having an interconnected network of open pores or mesoporous electrodes, preferably having a interconnected network of open mesopores.

Du fait de la très grande surface spécifique des électrodes poreuses, de préférence mésoporeuses, lors de leur utilisation avec un électrolyte liquide des réactions parasites peuvent survenir entre les électrodes et l’électrolyte ; ces réactions sont au moins partiellement irréversibles. Dans un mode de réalisation avantageux on applique une couche très mince d’un matériau isolant électroniquement, qui est de préférence conducteur ionique, sur la couche d’électrode poreuse, de préférence mésoporeuse, afin de bloquer ces réactions parasites.  Due to the very large specific surface area of the porous electrodes, preferably mesoporous, when used with a liquid electrolyte, parasitic reactions can occur between the electrodes and the electrolyte; these reactions are at least partially irreversible. In an advantageous embodiment, a very thin layer of an electronically insulating material, which is preferably an ionic conductor, is applied to the porous, preferably mesoporous, electrode layer in order to block these parasitic reactions.

Dans le cadre des électrodes denses et dans un autre mode de réalisation avantageux on applique une couche très mince d’un matériau isolant électroniquement, qui est de préférence conducteur ionique, sur la couche d’électrode afin de réduire la résistance interfaciale existant entre l’électrode dense et l’électrolyte.  In the context of the dense electrodes and in another advantageous embodiment, a very thin layer of an electronically insulating material, which is preferably an ionic conductor, is applied to the electrode layer in order to reduce the interfacial resistance existing between the electrode and the electrode. dense electrode and electrolyte.

Cette couche de matériau isolant électroniquement, qui est de préférence conducteur ionique, présente avantageusement une conductivité électronique inférieure à 10-8 S/cm. Avantageusement ce dépôt est réalisé au moins sur une face de l’électrode, qu’elle soit poreuse ou dense, qui forme l’interface entre l’électrode et l’électrolyte. Cette couche peut par exemple être en alumine, en silice, ou en zircone. Sur la cathode on peut utiliser duThis layer of electronically insulating material, which is preferably an ionic conductor, advantageously has an electronic conductivity of less than 10 -8 S / cm. Advantageously, this deposit is made at least on one face of the electrode, whether it is porous or dense, which forms the interface between the electrode and the electrolyte. This layer may for example be alumina, silica, or zirconia. On the cathode we can use

Li4Ti50i2 ou un autre matériau qui, comme le LUTisO^, présente la caractéristique de ne pas insérer, aux tensions de fonctionnement de la cathode, de lithium et de se comporter comme un isolant électronique. Li 4 Ti50i 2 or another material which, like the LUTisO ^ , has the characteristic of not inserting, at the operating voltages of the cathode, lithium and behaving as an electronic insulator.

Alternativement cette couche d’un matériau isolant électroniquement peut être un conducteur ionique, qui présente avantageusement une conductivité électronique inférieure à 10 8 S/cm. Ce matériau doit être choisi de manière à ne pas insérer, aux tensions de fonctionnement de la batterie, du lithium mais uniquement à le transporter. On peut utiliser à ce titre par exemple le U3PO4, le U3BO3, le lithium lanthane zirconium oxyde (appelé « LLZO »), tel que le Li7La3Zr20i2, qui présentent une large gamme de potentiel de fonctionnement. En revanche, le lithium lanthane titane oxyde (abrégé « LLTO »), tel que le Li3xLa2/3-xTi03, le lithium aluminum titanium phosphate (abrégé « LATP »), le lithium aluminium germanium phosphate (abrégé « LAGP »), peuvent être utilisés uniquement au contact des cathodes car leur plage de potentiel de fonctionnement est restreinte ; au- delà de cette plage ils sont susceptibles d’insérer le lithium dans leur structure cristallographique. Alternatively, this layer of an electronically insulating material may be an ionic conductor, which advantageously has an electronic conductivity of less than 10 8 S / cm. This material must be chosen so as not to insert, at the operating voltages of the battery, lithium but only to transport it. It is possible to use, for example, U3PO4, U3BO3, lithium lanthanum zirconium oxide (called "LLZO"), such as Li 7 La 3 Zr 2 0i 2 , which have a wide range of operating potential. In contrast, lithium lanthanum titanium oxide (abbreviated "LLTO"), such as Li 3x La 2/3-x TiO 3 , lithium aluminum titanium phosphate (abbreviated "LATP"), lithium aluminum germanium phosphate (abbreviated "LAGP"), may be used only in contact with cathodes because their operating potential range is restricted; beyond this range they are likely to insert lithium in their crystallographic structure.

Ce dépôt améliore encore les performances des batteries à ions de lithium comportant au moins une électrode, qu’elle soit poreuse ou dense. Dans le cas des électrodes poreuses imprégnées, ce dépôt permet de réduire les réactions faradiques d’interface avec les électrolytes. Ces réactions parasites sont d’autant plus importantes que la température est élevée ; elles sont à l’origine de pertes de capacités réversibles et/ou irréversibles. Dans le cas d’électrodes denses en contact avec l’électrolyte il permet également de limiter les résistances d’interface liées à l’apparition de charges d’espace. This deposit further improves the performance of lithium ion batteries comprising at least one electrode, whether porous or dense. In the case of impregnated porous electrodes, this deposit makes it possible to reduce the faradic reactions of interface with the electrolytes. These parasitic reactions are all the more important as the temperature is high; they cause reversible and / or irreversible losses of capacity. In the case of dense electrodes in contact with the electrolyte, it also makes it possible to limit the interface resistances related to the appearance of space charges.

De manière très avantageuse ce dépôt est réalisé par une technique permettant un revêtement enrobant (appelé aussi « dépôt conforme »), i.e. un dépôt qui reproduit fidèlement la topographie atomique du substrat sur lequel il est appliqué. La technique de ALD (Atomic Layer Déposition) ou de CSD (Chemical Solution Déposition), connue en tant que telle, peut convenir. Elle peut être mise en oeuvre sur les électrodes denses avant le dépôt de la couche inorganique poreuse et avant l’assemblage de la cellule. Elle peut être mise en oeuvre sur les électrodes poreuses, de préférence mésoporeuses après fabrication, avant et/ou après le dépôt de la couche inorganique poreuse et avant et/ou après l’assemblage de la cellule, de préférence avant l’imprégnation des électrodes poreuses par une phase porteuse d’ions de lithium. Very advantageously this deposit is made by a technique allowing a coating coating (also called "compliant deposit"), i.e. a deposit that faithfully reproduces the atomic topography of the substrate on which it is applied. The technique of ALD (Atomic Layer Deposition) or CSD (Chemical Solution Deposition), known as such, may be suitable. It can be implemented on dense electrodes before deposition of the porous inorganic layer and before assembly of the cell. It can be implemented on the porous electrodes, preferably mesoporous after manufacture, before and / or after the deposition of the porous inorganic layer and before and / or after the assembly of the cell, preferably before the impregnation of the electrodes. porous by a phase carrying lithium ions.

La technique de dépôt par ALD se fait couche par couche, par un procédé cyclique, et permet de réaliser un revêtement enrobant qui reproduit fidèlement la topographie du substrat ; il tapisse la totalité de la surface des électrodes. Ce revêtement enrobant présente typiquement une épaisseur comprise entre 1 nm et 5 nm. La technique de dépôt par CSD permet de réaliser un revêtement enrobant qui reproduit fidèlement la topographie du substrat ; il tapisse la totalité de la surface des électrodes. Ce revêtement enrobant présente typiquement une épaisseur inférieure à 5 nm, de préférence comprise entre 1 nm et 5 nm.  The ALD deposition technique is layer by layer, by a cyclic process, and allows a coating coating that faithfully reproduces the topography of the substrate; it covers the entire surface of the electrodes. This coating coating typically has a thickness between 1 nm and 5 nm. The CSD deposition technique makes it possible to produce a coating which faithfully reproduces the topography of the substrate; it covers the entire surface of the electrodes. This coating coating typically has a thickness less than 5 nm, preferably between 1 nm and 5 nm.

Lorsque les électrodes utilisées sont poreuses et recouvertes d’une nanocouche d’un matériau isolant électroniquement, de préférence conducteur ionique, il est préférable que le diamètre primaire D5o des particules de matériau d’électrode employé pour les réaliser soit d’au moins 10 nm afin d’éviter que la couche du matériau isolant électroniquement, de préférence conducteur ionique, ne bouche la porosité ouverte de la couche d’électrode. When the electrodes used are porous and covered with a nanolayer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor, it is preferable that the primary diameter D 5 o of the particles of electrode material used to produce them is at least 10 nm to prevent the layer of the insulating material electronically, preferably ionic conductor, does not block the open porosity of the electrode layer.

La couche d’un matériau isolant électroniquement, de préférence conducteur ionique ne doit être déposée que sur des électrodes ne contenant pas de liant organique. En effet le dépôt par ALD est réalisé à une température typiquement comprise entre 100 °C et 300 53. A cette température les matériaux organiques formant le liant (par exemple les polymères contenus dans les électrodes réalisées par tape casting d’encre) risquent de se décomposer et vont polluer le réacteur ALD. Par ailleurs, la présence de polymères résiduels au contact des particules de matière active d’électrode peut empêcher le revêtement ALD d’enrober la totalité des surfaces de particules, ce qui nuit à son efficacité. The layer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor, must only be deposited on electrodes that do not contain an organic binder. Indeed the deposition by ALD is carried out at a temperature typically between 100 ° C and 300 53. At this temperature the organic materials forming the binder (for example the polymers contained in the electrodes made by ink casting tape) are likely to break down and will pollute the ALD reactor. On the other hand, the presence of residual polymers in contact with the electrode active material particles can prevent the ALD coating from coating all of the particle surfaces, which affects its effectiveness.

A titre d’exemple, une couche d’alumine d’une épaisseur de l’ordre de 1 ,6 nm peut convenir.  By way of example, an alumina layer with a thickness of the order of 1.6 nm may be suitable.

Si l’électrode est une cathode elle peut être réalisée à partir d’un matériau P de cathode choisi parmi : If the electrode is a cathode it can be made from a cathode material P chosen from:

- les oxydes LiMn204, Ui+xMn2-x04 avec O < x < 0,15, LiCo02, LiNi02, LiMni,5Nio,504, LiMni,5Nio,5-xXx04 où X est sélectionné parmi Al, Fe, Cr, Co, Rh, Nd, autres terres rares tels que Sc, Y, Lu, La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, et où 0 < x < 0,1 , LiMn2-xMx04 avec M = Er, Dy, Gd, Tb, Yb, Al, Y, Ni, Co, Ti, Sn, As, Mg ou un mélange de ces composés et où 0 < x < 0,4, LiFe02, LiMni/3Nii/3Coi/302, LiNi0 8Co0 15AI0 05O2, LiAlxMn2-x04 avec 0 < x < 0,15, LiNii/xCoi/yMni/z02 avec x+y+z =10 ; - the oxide LiMn 2 0 4, Ui + x Mn 2-x O 4, with 0 <x <0.15, LiCo0 2, LiNi0 2, Límni, Nio 5, 50 4, Límni, 5 Nio, 5 x X x Where X is selected from Al, Fe, Cr, Co, Rh, Nd, other rare earths such as Sc, Y, Lu, La, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er , Where Tm, Yb, and where 0 <x <0.1, LiMn 2-x M x 0 4 with M = Er, Dy, Gd, Tb, Yb, Al, Y, Ni, Co, Ti, Sn, As, Mg or a mixture of these compounds and wherein 0 <x <0.4, LiFe0 2 , LiMni / 3 Nii / 3 Co / 2, LiNi0 8Co0 15AI0 05O2, LiAl x Mn 2-x 0 4 with 0 <x <0 , 15, Linii / Coi x / y Mni / z 0 2 with x + y + z = 10;

- les phosphates LiFeP04, LiMnP04, LiCoP04, LiNiP04, Li3V2(P04)3 ; les phosphates de formule LiMM’P04, avec M et M’ (M ¹ M’) sélectionnés parmi Fe, Mn, Ni, Co, V ; phosphates LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 ; phosphates of formula LiMM'PO 4 , with M and M '(M ¹ M') selected from Fe, Mn, Ni, Co, V;

- toutes les formes lithiées des chalcogénides suivants : V205, V308, TiS2, les oxysulfures de titane (TiOySz avec z=2-y et 0,3<y<1 ), les oxysulfures de tungstène (WOySz avec 0.6<y<3 et 0.1 <z<2), CuS, CuS2, de préférence LixV205 avec 0 <x<2, ϋcn308 avec 0 < x < 1 ,7, LixTiS2 avec 0 < x < 1 , les oxysulfures de titane et de lithium UxTiOySz avec z=2-y, 0,3<y<1 , LixWOySz, LixCuS, LixCuS2. Si l’électrode est une anode elle peut être réalisée à partir d’un matériau P d’anode choisi parmi : les nanotubes de carbone, le graphène, le graphite ; - all forms lithiated chalcogenide of the following: V 2 0 5, V 3 0 8, TiS 2, titanium oxysulfides (TiO y S z with z = 2-y, and 0.3 <y <1), the oxysulfides tungsten (WOySz with 0.6 <y <3 and 0.1 <z <2), CuS, CuS 2 , preferably Li x V 2 0 5 with 0 <x <2, ϋ c n 3 0 8 with 0 <x <1, 7, Li x TiS 2 with 0 <x <1, the oxysulfides of titanium and lithium U x TiOyS z with z = 2-y, 0.3 <y <1, Li x WO y S z , Li x CuS, Li x CuS 2 . If the electrode is an anode it can be made from anode material P chosen from: carbon nanotubes, graphene, graphite;

le phosphate de fer lithié (de formule typique LiFeP04) ; lithium iron phosphate (of typical formula LiFePO 4 );

les oxynitrures mixtes de silicium et étain (de formule typique SiaSnbOyNz avec a>0, b>0, a+b<2, 0<y<4, 0<z<3) (appelés aussi SiTON), et en particulier le SiSn0,87Oi,2Ni,72 ; ainsi que les oxynitrures-carbures de formule typique SiaSnbCcOyNz avec a>0, b>0, a+b<2, 0<c<10, 0<y<24, 0<z<17; mixed oxynitrides of silicon and tin (of the formula Si a Sn b Y y N z with a> 0, b> 0, a + b <2, 0 <y <4, 0 <z <3) (also called SiT ), and in particular SiSn 0.87 Oi, 2 Ni, 7 2 ; as well as the oxynitride carbides of the formula Si a Sn b C c OyN z with a> 0, b> 0, a + b <2, 0 <c <10, 0 <y <24, 0 <z <17;

les nitrures de type SixNy (en particulier avec x=3 et y=4), SnxNy (en particulier avec x=3 et y=4), ZnxNy (en particulier avec x=3 et y=2), Li3-XMXN (avec 0<x<0,5 pour M=Co, 0<x<0,6 pour M=Ni, 0<x<0,3 pour M=Cu); Si3-XMXN4 avec M=Co ou Fe et 0<x<3. nitrites of type Si x N y (in particular with x = 3 and y = 4), Sn x N y (in particular with x = 3 and y = 4), Zn x N y (in particular with x = 3 and y = 2), Li 3 -X M X N (with 0 <x <0.5 for M = Co, 0 <x <0.6 for M = Ni, 0 <x <0.3 for M = Cu) ; If 3-X M X N 4 with M = Co or Fe and 0 <x <3.

les oxydes Sn02, SnO, Li2Sn03, SnSi03, LixSiOy (x>=0 et 2>y>0), Li4Ti50i2, TiNb207, Co304, SnB0,6Po,402,g et Ti02, the oxides SnO 2 , SnO, Li 2 SnO 3 , SnSiO 3 , Li x SiO y (x> = 0 and 2>y> O), Li 4 Ti 5 O 12 , TiNb 2 O 7, Co 3 O 4 , SnB 0 6 Po, 4 0 2, g and Ti0 2,

les oxydes composites TiNb207 comprenant entre 0% et 10% massique de carbone, de préférence le carbone étant choisi parmi le graphène et les nanotubes de carbone. the composite oxides TiNb 2 0 7 comprising between 0% and 10% by mass of carbon, preferably the carbon being chosen from graphene and carbon nanotubes.

Sur les électrodes denses, poreuses, de préférence mésoporeuses, revêtues ou non d’une couche d’un matériau isolant électroniquement, de préférence conducteur ionique par ALD ou par voie chimique en solution, connue sous le sigle CSD (de l’anglais « Chemical Solution Déposition »), on peut réaliser un électrolyte selon l’invention. On dense, porous, preferably mesoporous electrodes, coated or not with a layer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor by ALD or by chemical solution, known under the acronym CSD ("Chemical" Solution Deposition "), an electrolyte according to the invention can be produced.

Afin d’obtenir une batterie de forte densité d’énergie et de forte densité de puissance, cette batterie contient avantageusement une couche d’anode et une couche de cathode poreuses, de préférence mésoporeuses, et un électrolyte selon l’invention. In order to obtain a high energy density and high power density battery, this battery advantageously contains a porous, preferably mesoporous layer of anode and a cathode layer, and an electrolyte according to the invention.

Avantageusement, les couches d’anodes et de cathode, revêtues ou non d’une couche par ALD d’un matériau isolant électroniquement, de préférence conducteur ionique, puis recouvertes d’une couche inorganique poreuse sont pressées à chaud pour favoriser l’assemblage de la cellule sans induire de frittage. Les dépôts restent poreux et peuvent être imprégnés ultérieurement par une solution électrolytique en évitant tout risque de court-circuit ultérieur. Advantageously, the layers of anodes and cathodes, coated or not with an ALD layer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor, and then covered with a porous inorganic layer are hot-pressed to promote the assembly of the cell without inducing sintering. The deposits remain porous and can be subsequently impregnated with an electrolytic solution, avoiding any risk of a subsequent short circuit.

Avantageusement, une batterie comprenant au moins une électrode poreuse, de préférence mésoporeuse et un électrolyte selon l’invention présente des performances accrues, notamment une forte densité de puissance. Nous décrivons ci-dessous un exemple de fabrication d’une batterie à ions de lithium selon l’invention comprenant au moins une électrode poreuse, de préférence mésoporeuse. Ce procédé comprend les étapes de : Advantageously, a battery comprising at least one porous electrode, preferably mesoporous and an electrolyte according to the invention has increased performance, including a high power density. We describe below an example of manufacture of a lithium ion battery according to the invention comprising at least one porous electrode, preferably mesoporous. This process comprises the steps of:

(1 ) Approvisionnement d’une suspension colloïdale comportant des nanoparticules d’au moins un matériau de cathode de diamètre primaire moyen D5o inférieur ou égal à 50 nm ; (1) supplying a colloidal suspension comprising nanoparticles of at least one cathode material of average primary diameter D 5 o less than or equal to 50 nm;

(2) Approvisionnement d’une suspension colloïdale comportant des nanoparticules d’au moins un matériau d’anode de diamètre primaire moyen D5o inférieur ou égal à 50 nm ; (2) providing a colloidal suspension comprising nanoparticles of at least one anode material of average primary diameter D 5 o less than or equal to 50 nm;

(3) Approvisionnement d’au moins deux substrats conducteurs plats, de préférence métalliques, lesdits substrats conducteurs pouvant servir comme collecteurs de courant de la batterie,  (3) Providing at least two flat conductive substrates, preferably metallic, said conductive substrates being able to serve as current collectors of the battery,

(4) Dépôt d’au moins une couche mince de cathode, respectivement d’anode, de préférence par dip-coating, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par électrophorèse, préférentiellement par électrodéposition galvanostatique par courants pulsés, à partir de ladite suspension de nanoparticules de matériau obtenu à l’étape (1 ), respectivement à l’étape (2), sur ledit substrat obtenu à l’étape (3),  (4) Deposition of at least one thin layer of cathode, respectively anode, preferably by dip-coating, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or by electrophoresis, preferably by galvanostatic electrodeposition by pulsed currents, from said suspension of nanoparticles of material obtained in step (1), respectively in step (2), on said substrate obtained in step (3) ,

(5) Séchage de la couche ainsi obtenue à l’étape (4),  (5) drying the layer thus obtained in step (4),

(6) Optionnellement, déposition par ALD d’une couche d’un matériau isolant électroniquement sur la surface de la couche de cathode, et/ou d’anode obtenue à l’étape (5),  (6) Optionally, ALD deposition of a layer of an electronically insulating material on the surface of the cathode layer, and / or anode obtained in step (5),

(7) Déposition par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip- coating d’une couche inorganique poreuse à partir d’une suspension colloïdale comprenant des agrégats ou des agglomérats de nanoparticules d’au moins un matériau inorganique, sur la couche de cathode, et/ou d’anode obtenue à l’étape 5) ou à l’étape 6), pour obtenir une première et/ou une deuxième structure intermédiaire,  (7) Electrophoretic deposition, ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip coating of a porous inorganic layer from a colloidal suspension comprising aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material, on the cathode layer, and / or anode obtained in step 5) or step 6), to obtain a first and / or an second intermediate structure,

(8) Séchage de la couche ainsi obtenue à l’étape (7), de préférence sous un flux d’air,  (8) drying the layer thus obtained in step (7), preferably under a stream of air,

(9) Réalisation d’un empilement à partir de ladite première et/ou deuxième structure intermédiaire pour obtenir un empilement de type « substrat / anode / couche inorganique poreuse / cathode / substrat »: (9) Realization of a stack from said first and / or second intermediate structure to obtain a "substrate / anode / porous inorganic layer / cathode / substrate" type stack:

• soit en déposant une couche d’anode sur ladite première structure intermédiaire, • soit en déposant une couche de cathode sur ladite deuxième structure intermédiaire, Or by depositing an anode layer on said first intermediate structure, Or by depositing a cathode layer on said second intermediate structure,

• soit en superposant ladite première structure intermédiaire et ladite deuxième structure intermédiaire de manière à ce que les deux couches de couches inorganiques poreuses soient posées l’une sur l’autre,  Or by superimposing said first intermediate structure and said second intermediate structure so that the two layers of porous inorganic layers are laid one on the other,

(10) Pressage à chaud de l’empilement obtenu à l’étape (9),  (10) Hot pressing of the stack obtained in step (9),

(1 1 ) Imprégnation de la structure obtenue à l’étape (10) ou à l’étape (1 1 ) par une phase porteuse d’ions de lithium conduisant à l’obtention d’une structure imprégnée, de préférence une cellule.  (1 1) Impregnation of the structure obtained in step (10) or step (1 1) by a lithium ion carrier phase leading to obtaining an impregnated structure, preferably a cell.

L’ordre des étapes (1 ), (2) et (3) n’a pas d’importance. The order of steps (1), (2) and (3) does not matter.

Avantageusement, lesdits agrégats ou les agglomérats de nanoparticules d’au moins un matériau inorganique présentent un diamètre moyen compris entre 80 nm et 300 nm, de préférence entre 100 nm et 200 nm.  Advantageously, said aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material have a mean diameter of between 80 nm and 300 nm, preferably between 100 nm and 200 nm.

Une fois l’assemblage d’un empilement constitutif d’une batterie par pressage à chaud terminé, il peut être imprégné d’une phase porteuse d’ions de lithium. Cette phase peut être une solution formée par un sel de lithium dissout dans un solvant organique ou un mélange de solvants organiques, et/ou dissout dans un polymère contenant au moins un sel de lithium, et/ou dissout dans un liquide ionique (i.e. un sel de lithium fondu) contenant au moins un sel de lithium. Cette phase peut également être une solution formée à partir d’un mélange de ces composants. Les électrodes poreuses, de préférence mésoporeuses sont capables d’absorber une phase liquide par simple capillarité lorsque le diamètre moyen D5o des pores se situe entre 2 nm et 80 nm, de préférence entre 2 nm et 50 nm, préférentiellement entre 6 nm et 30 nm, préférentiellement entre 8 nm et 20 nm. Cet effet tout à fait inattendu et est particulièrement favorisé avec la diminution du diamètre de pores de ces électrodes. Once the assembly of a stack constituting a battery by hot pressing is complete, it can be impregnated with a phase carrying lithium ions. This phase may be a solution formed by a lithium salt dissolved in an organic solvent or a mixture of organic solvents, and / or dissolved in a polymer containing at least one lithium salt, and / or dissolved in an ionic liquid (ie a molten lithium salt) containing at least one lithium salt. This phase can also be a solution formed from a mixture of these components. The porous electrodes, preferably mesoporous, are capable of absorbing a liquid phase by simple capillarity when the average diameter D 5 o of the pores is between 2 nm and 80 nm, preferably between 2 nm and 50 nm, preferably between 6 nm and 30 nm, preferably between 8 nm and 20 nm. This effect is quite unexpected and is particularly favored with the decrease of the pore diameter of these electrodes.

Avantageusement, les pores de l’électrode poreuse, de préférence mésoporeuse, sont imprégnés par un électrolyte, de préférence une phase porteuse d’ions de lithium telle qu’un liquide ionique contenant des sels de lithium, possiblement dilué dans un solvant organique ou un mélange de solvants organiques contenant un sel de lithium pouvant être différent de celui dissous dans le liquide ionique.  Advantageously, the pores of the porous electrode, preferably mesoporous, are impregnated with an electrolyte, preferably a phase carrying lithium ions such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent or a mixture of organic solvents containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid.

On obtient ainsi une cellule batterie à ions de lithium de très forte densité de puissance. 7. Imprégnation des couches inorganiques poreuses A lithium ion battery cell of very high power density is thus obtained. 7. Impregnation of porous inorganic layers

Comme indiqué dans la section précédente, une fois le dépôt d’une couche inorganique poreuse et son traitement, par exemple lors de l’assemblage d’un empilement constitutif d’une batterie par pressage à chaud, terminé, il peut être imprégné d’une phase porteuse d’ions de lithium. Cette phase peut être une solution formée par un sel de lithium dissout dans un solvant organique ou un mélange de solvants organiques, et/ou dissout dans un polymère contenant au moins un sel de lithium, et/ou dissout dans un liquide ionique (i.e. un sel de lithium fondu) contenant au moins un sel de lithium. Cette phase peut également être une solution formée à partir d’un mélange de ces composants. As indicated in the preceding section, once the deposition of a porous inorganic layer and its treatment, for example during the assembly of a stack constituting a battery by hot pressing, completed, it can be impregnated with a phase carrying lithium ions. This phase may be a solution formed by a lithium salt dissolved in an organic solvent or a mixture of organic solvents, and / or dissolved in a polymer containing at least one lithium salt, and / or dissolved in an ionic liquid (ie a molten lithium salt) containing at least one lithium salt. This phase can also be a solution formed from a mixture of these components.

Les inventeurs ont trouvé que les couches inorganiques poreuses selon l’invention sont capables d’absorber une phase liquide par simple capillarité. Cet effet tout à fait inattendu est spécifique aux dépôts de couches inorganiques poreuses selon l’invention ; il est particulièrement favorisé lorsque le diamètre moyen D5o des mésopores se situe entre 2 nm et 80 nm, de préférence entre 2 nm et 50 nm, préférentiellement entre 6 nm et 30 nm, et encore plus préférentiellement entre 8 nm et 20 nm. The inventors have found that the porous inorganic layers according to the invention are capable of absorbing a liquid phase by simple capillarity. This quite unexpected effect is specific to porous inorganic layer deposits according to the invention; it is particularly favored when the average diameter D 5 o of the mesopores is between 2 nm and 80 nm, preferably between 2 nm and 50 nm, preferably between 6 nm and 30 nm, and even more preferably between 8 nm and 20 nm.

Dans un mode de réalisation avantageux de l’invention, la couche inorganique poreuse présente une porosité, et de préférence une porosité mésoporeuse, supérieure à 30%, des pores de diamètre moyen D5o inférieur à 50 nm, et un diamètre primaire de particules inférieur à 30 nm. Son épaisseur est avantageusement inférieure à 10 pm, de préférence comprise entre 3 pm et 6 pm, et préférentiellement comprise entre 2,5 pm et 4,5 pm, de manière à réduire l’épaisseur finale de la batterie sans amoindrir ses propriétés. Elle est exempte de liant. Ses pores sont imprégnés par une solution électrolytique, tel qu’un liquide ionique contenant des sels de lithium, possiblement dilué dans un solvant organique ou un mélange de solvants organiques contenant un sel de lithium pouvant être différents de celui dissous dans le liquide ionique. In an advantageous embodiment of the invention, the porous inorganic layer has a porosity and preferably a mesoporous porosity, greater than 30%, the average pore diameter D 5 o less than 50 nm, and a primary particle diameter less than 30 nm. Its thickness is advantageously less than 10 μm, preferably between 3 μm and 6 μm, and preferably between 2.5 μm and 4.5 μm, so as to reduce the final thickness of the battery without reducing its properties. It is free of binder. Its pores are impregnated with an electrolytic solution, such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent or a mixture of organic solvents containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid.

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux la porosité, de préférence mésoporeuse, est comprise entre 35% et 50%, et encore plus préférentiellement entre 40 % et 50 %.  In a particularly advantageous embodiment the porosity, preferably mesoporous, is between 35% and 50%, and even more preferably between 40% and 50%.

Le liquide « nanoconfiné » ou « nanopiégé » dans les porosités, et en particulier dans les mésoporosités, ne peut plus ressortir. Il est lié par un phénomène appelé ici « absorption dans la structure mésoporeuse » (qui ne semble pas avoir été décrit dans la littérature dans le contexte des batteries à ions de lithium) et il ne peut plus sortir même lorsque la cellule est mise sous vide. La batterie est alors considérée comme quasi-solide. The "nanoconfined" or "nanopiégé" liquid in the porosities, and in particular in the mesoporosities, can no longer stand out. It is linked by a phenomenon called here "absorption in the mesoporous structure" (which does not seem to have been described in the literature in the context of lithium ion batteries) and it can not go out even when the cell is evacuated . The battery is then considered almost solid.

La phase porteuse d’ions de lithium peut être un liquide ionique contenant des sels de lithium, possiblement dilué avec un solvant organique ou avec un mélange de solvants organiques contenant un sel de lithium pouvant être différent de celui dissous dans le liquide ionique. The carrier phase of lithium ions may be an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted with an organic solvent or with a mixture of solvents organic compounds containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid.

Le liquide ionique est constitué d’un cation associé à un anion ; cet anion et ce cation sont choisis de manière à ce que le liquide ionique soit à l’état liquide dans la plage de température de fonctionnement de l’accumulateur. Le liquide ionique présente l’avantage d’avoir une stabilité thermique élevée, une inflammabilité réduite, d’être non volatile, d’être peu toxique et une bonne mouillabilité des céramiques, qui sont des matières pouvant être employées comme matériaux d’électrode. De manière surprenante, le pourcentage massique de liquide ionique contenu dans la phase porteuse d’ions de lithium peut être supérieur à 50%, de préférence supérieure à 60% et encore plus préférentiellement supérieure à 70%, et ce contrairement aux batteries à ions de lithium de l’art antérieur où le pourcentage massique de liquide ionique dans l’électrolyte doit être inférieur à 50% massique pour que la batterie conserve une capacité et une tension élevées en décharge ainsi qu’une bonne stabilité en cyclage. Au-delà de 50% massique la capacité de la batterie de l’art antérieur se dégrade, comme indiqué dans la demande US 2010 / 209 783 A1 . Ceci peut être explicité par la présence de liants polymériques au sein de l’électrolyte de la batterie de l’art antérieur ; ces liants sont faiblement mouillés par le liquide ionique induisant une mauvaise conduction ionique au sein de la phase porteuse d’ions de lithium provoquant ainsi une dégradation de la capacité de la batterie.  The ionic liquid consists of a cation associated with an anion; this anion and this cation are chosen so that the ionic liquid is in the liquid state in the operating temperature range of the accumulator. The ionic liquid has the advantage of having high thermal stability, reduced flammability, nonvolatility, low toxicity and good wettability of ceramics, which are materials that can be used as electrode materials. Surprisingly, the mass percentage of ionic liquid contained in the lithium ion carrier phase may be greater than 50%, preferably greater than 60% and even more preferably greater than 70%, and this in contrast to lithium ion batteries. lithium of the prior art where the mass percentage of ionic liquid in the electrolyte must be less than 50% by mass so that the battery retains a high capacity and a high voltage discharge and a good stability in cycling. Above 50% by mass the capacity of the battery of the prior art is degraded, as indicated in the application US 2010/209 783 A1. This can be explained by the presence of polymeric binders within the electrolyte of the battery of the prior art; these binders are weakly wetted by the ionic liquid inducing poor ionic conduction within the carrier phase of lithium ions thus causing degradation of the capacity of the battery.

Les batteries utilisant une électrode poreuse selon l’invention sont, de préférence, exemptes de liant. De ce fait, ces batteries peuvent employer une phase porteuse d’ions de lithium comprenant plus de 50% massique d’au moins un liquide ionique sans dégrader la capacité finale de la batterie.  Batteries using a porous electrode according to the invention are preferably free of binder. As a result, these batteries can employ a phase carrying lithium ions comprising more than 50% by mass of at least one ionic liquid without degrading the final capacity of the battery.

La phase porteuse d’ions de lithium peut comprendre un mélange de plusieurs liquides ioniques.  The carrier phase of lithium ions may comprise a mixture of several ionic liquids.

Avantageusement, le liquide ionique peut être un cation de type 1 -Ethyl-3- methylimidazolium (appelé aussi EMI+) et/ou le n-propyl-n-methylpyrrolidinium (appelé aussi PYRi3+) et/ou le n-butyl-n-methylpyrrolidinium (appelé aussi PYRI4 +), associés à des anions de type bis (trifluoromethanesulfonyl)imide (TFSL) et/ou bis(fluorosulfonyl)imide (FSI ). Pour former un électrolyte, un sel de lithium tel que du LiTFSI peut être dissous dans le liquide ionique qui sert de solvant ou dans un solvant tel que la y-butyrolactone. La y -butyrolactone empêche la cristallisation des liquides ioniques induisant une plage de fonctionnement en température de ces derniers plus importante, notamment à basse température. Advantageously, the ionic liquid may be a type 1-ethyl-3-methylimidazolium cation (also called EMI +) and / or n-propyl-n-methylpyrrolidinium (also called PYRi3 + ) and / or n-butyl-n- methylpyrrolidinium (also called PYR I4 + ), associated with bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (TFSL) and / or bis (fluorosulfonyl) imide (FSI) anions. To form an electrolyte, a lithium salt such as LiTFSI may be dissolved in the ionic liquid which serves as a solvent or in a solvent such as γ-butyrolactone. Γ-Butyrolactone prevents the crystallization of ionic liquids inducing a greater temperature operating range of the latter, especially at low temperatures.

La phase porteuse d’ions de lithium peut être une solution électrolytique comprenant du PYR14TFSI et du LiTFSI ; ces abréviations seront définies ci-dessous. Avantageusement, lorsque l’anode ou la cathode poreuse comprend un film protecteur en surface en phosphate lithié, la phase porteuse d’ions de lithium peut comprendre un électrolyte solide tel que du LiBH4 ou un mélange de LiBH4 avec un ou plusieurs composés choisis parmi LiCI, Lil et LiBr. Le LiBH4 est un bon conducteur du lithium et possède un point de fusion bas facilitant son imprégnation dans les électrodes poreuses, notamment par trempage. Du fait de ses propriétés extrêmement réductrices, le LiBH4 est peu utilisé comme électrolyte. L’emploi d’un film protecteur en surface des électrodes poreuses en phosphate lithié empêche la réduction des matériaux d’électrodes, notamment des matériaux de cathode, par le LiBH4 et évite la dégradation des électrodes. The carrier phase of lithium ions may be an electrolytic solution comprising PYR14TFSI and LiTFSI; these abbreviations will be defined below. Advantageously, when the porous anode or cathode comprises a lithiated phosphate surface protective film, the lithium ion carrier phase may comprise a solid electrolyte such as LiBH 4 or a mixture of LiBH 4 with one or more selected compounds. among LiCl, Lil and LiBr. LiBH 4 is a good conductor of lithium and has a low melting point facilitating its impregnation in porous electrodes, especially by soaking. Due to its extremely reducing properties, LiBH 4 is not widely used as an electrolyte. The use of a protective film on the surface of the porous lithiated phosphate electrodes prevents the reduction of the electrode materials, in particular cathode materials, by the LiBH 4 and avoids the degradation of the electrodes.

Avantageusement, la phase porteuse d’ions de lithium comprend au moins un liquide ionique, de préférence au moins un liquide ionique à température ambiante, tel que du PYR14TFSI, éventuellement dilué dans au moins un solvant, tel que la y-butyrolactone.Advantageously, the carrier phase of lithium ions comprises at least one ionic liquid, preferably at least one ionic liquid at ambient temperature, such as PYR14TFSI, optionally diluted in at least one solvent, such as γ-butyrolactone.

Avantageusement, la phase porteuse d’ions de lithium comprend entre 10% et 40% massique d’un solvant, de préférence entre 30 et 40% massique d’un solvant, et encore plus préférentiellement entre 30 et 40% massique de y-butyrolactone. Advantageously, the carrier phase of lithium ions comprises between 10% and 40% by weight of a solvent, preferably between 30 and 40% by weight of a solvent, and even more preferably between 30 and 40% by weight of y-butyrolactone. .

Avantageusement la phase porteuse d’ions de lithium comprend plus de 50% massique d’au moins un liquide ionique et moins de 50% de solvant, ce qui limite les risques de sécurité et d’inflammation en cas de dysfonctionnement des batteries comprenant une telle phase porteuse d’ions de lithium.  Advantageously, the carrier phase of lithium ions comprises more than 50% by weight of at least one ionic liquid and less than 50% of solvent, which limits the risks of safety and ignition in the event of malfunction of the batteries comprising such carrier phase of lithium ions.

Avantageusement, la phase porteuse d’ions de lithium comprend :  Advantageously, the carrier phase of lithium ions comprises:

- entre 30 et 40% massique d’un solvant, de préférence entre 30 et 40% massique de g-butyrolactone, et  between 30 and 40% by weight of a solvent, preferably between 30 and 40% by weight of g-butyrolactone, and

- plus de 50% massique d’au moins un liquide ionique, depréférence plus de 50% massique de PYR14TFSI.  more than 50% by weight of at least one ionic liquid, preferably more than 50% by mass of PYR14TFSI.

La phase porteuse d’ions de lithium peut être une solution électrolytique comprenant du PYR14TFSI, du LiTFSI et de la g-butyrolactone, de préférence une solution électrolytique comprenant environ 90% massique de PYR14TFSI, 0,7 M de LiTFSI et 10% massique de y-butyrolactone. The carrier phase of lithium ions may be an electrolytic solution comprising PYR14TFSI, LiTFSI and g-butyrolactone, preferably an electrolytic solution comprising approximately 90% by weight of PYR14TFSI, 0.7 M of LiTFSI and 10% by mass of y-butyrolactone.

8. Encapsulation 8. Encapsulation

La batterie 1 ou l’assemblage, système rigide multicouche constitué d’une ou de plusieurs cellules assemblées, éventuellement imprégné par une phase porteuse d’ions de lithium, doit ensuite être encapsulée par une méthode appropriée pour assurer sa protection vis- à-vis de l’atmosphère. Le système d’encapsulation comprend au moins une couche, et représente de préférence un empilement de plusieurs couches. Si le système d’encapsulation est composé d’une seule couche, elle doit être déposée par, ALD ou être en parylène et/ou en polyimide. Ces couches d’encapsulation doivent être stables chimiquement, résister aux fortes températures et être imperméables à l'atmosphère (couche barrières). On peut utiliser une des méthodes décrites dans les demandes de brevet WO 2017/1 15 032, WO 2016/001584, WO2016/001588 ou WO 2014/131997. Avantageusement, la batterie ou l’assemblage, peut être recouvert(e) d’un système d’encapsulation 30 formé par un empilement de plusieurs couches, à savoir d’une séquence, de préférence de z séquences, comprenant : The battery 1 or the assembly, a rigid multilayer system consisting of one or more assembled cells, optionally impregnated with a phase carrying lithium ions, must then be encapsulated by a suitable method to ensure its protection vis-à-vis of the atmosphere. The encapsulation system comprises at least one layer, and preferably represents a stack of several layers. If the encapsulation system is composed of a single layer, it must be deposited by ALD or be in parylene and / or polyimide. These encapsulation layers must be chemically stable, withstand high temperatures and be impermeable to the atmosphere (barrier layer). One of the methods described in patent applications WO 2017/1 15 032, WO 2016/001584, WO2016 / 001588 or WO 2014/131997 can be used. Advantageously, the battery or the assembly may be covered with an encapsulation system formed by a stack of several layers, namely a sequence, preferably z sequences, comprising:

une première couche de recouvrement, de préférence choisi parmi le parylène, le parylène de type F, le polyimide, les résines epoxy, le silicone, le polyamide et/ou un mélange de ceux-ci, déposée sur l’empilement de feuilles d’anode et de cathode,  a first covering layer, preferably chosen from parylene, type F parylene, polyimide, epoxy resins, silicone, polyamide and / or a mixture thereof, deposited on the stack of sheets of anode and cathode,

une deuxième couche de recouvrement composée d’une matière électriquement isolante, déposée par dépôt de couches atomiques sur ladite première couche de recouvrement.  a second covering layer composed of an electrically insulating material deposited by depositing atomic layers on said first covering layer.

Cette séquence peut être répétée z fois avec z > 1. Cette séquence multicouche a un effet barrière. Plus la séquence du système d’encapsulation sera répétée, plus cet effet barrière sera important. Il sera d’autant plus important que les couches minces déposées seront nombreuses.  This sequence can be repeated z times with z> 1. This multilayer sequence has a barrier effect. The more the sequence of the encapsulation system will be repeated, the more this barrier effect will be important. It will be all the more important that the thin films deposited will be numerous.

Avantageusement, la première couche de recouvrement est une couche polymérique, par exemple en silicone (déposé par exemple par imprégnation ou par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma à partir d’hexaméthyldisiloxane (HMDSO)), ou en résine epoxy, ou en polyimide, en polyamide, ou en poly-para-xylylène (plus connu sous le terme parylène), de préférence à base de parylène et/ou de polyimide. Cette première couche de recouvrement permet de protéger les éléments sensibles de la batterie de son environnement. L’épaisseur de ladite première couche de recouvrement est, de préférence, comprise entre 0.5 pm et 3 pm.  Advantageously, the first covering layer is a polymeric layer, for example silicone (deposited for example by impregnation or plasma-enhanced chemical vapor deposition from hexamethyldisiloxane (HMDSO)), or epoxy resin, or polyimide , polyamide, or poly-para-xylylene (better known as parylene), preferably based on parylene and / or polyimide. This first covering layer makes it possible to protect the sensitive elements of the battery of its environment. The thickness of said first cover layer is preferably between 0.5 μm and 3 μm.

Avantageusement, la première couche de recouvrement peut être en parylène de type C, en parylène de type D, en parylène de type N (CAS 1633-22-3), en parylène de type F ou un mélange de parylène de type C, D, N et/ou F. Le parylène (appelé aussi polyparaxylylène ou poly(p-xylylène)) est un matériau diélectrique, transparent, semi cristallin qui présente une grande stabilité thermodynamique, une excellente résistance aux solvants ainsi qu’une très faible perméabilité. Le parylène a également des propriétés barrières permettant de protéger la batterie de son environnement externe. La protection de la batterie est accrue lorsque cette première couche de recouvrement est réalisée à partir de parylène de type F. Elle peut être déposée sous vide, par une technique de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Cette première couche d’encapsulation est avantageusement obtenue à partir de la condensation de monomères gazeux déposés par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sur les surfaces, ce qui permet d’avoir un recouvrement conformai, mince et uniforme de l’ensemble des surfaces accessibles de l’objet. Elle permet de suivre les variations de volume de la batterie lors de son fonctionnement et facilite la découpe propre des batteries de par ses propriétés élastiques. L’épaisseur de cette première couche d’encapsulation est comprise entre 2 pm et 10 pm, de préférence comprise entre 2 pm et 5 pm et encore plus préférentiellement d’environ 3 pm. Elle permet de recouvrir l’ensemble des surfaces accessibles de l’empilement, de fermer uniquement en surface l’accès aux pores de ces surfaces accessibles et d’uniformiser la nature chimique du substrat. La première couche de recouvrement ne rentre pas dans les pores de la batterie ou de l’assemblage, la taille des polymères déposés étant trop grande pour qu’ils rentrent dans les pores de l’empilement. Advantageously, the first covering layer may be parylene type C, parylene type D, parylene type N (CAS 1633-22-3), type F parylene or a mixture of parylene type C, D , N and / or F. Parylene (also known as polyparaxylylene or poly (p-xylylene)) is a dielectric, transparent, semi-crystalline material which exhibits high thermodynamic stability, excellent solvent resistance and very low permeability. Parylene also has barrier properties to protect the battery from its external environment. The protection of the battery is increased when this first covering layer is made from parylene type F. It can be deposited under vacuum, by a technique of chemical vapor deposition (CVD). This first encapsulation layer is advantageously obtained from the condensation of gaseous monomers deposited by chemical vapor deposition (CVD) on the surfaces, which makes it possible to have a conformal, thin and uniform covering of all the surfaces. accessible from the object. It makes it possible to follow the variations of volume of the battery during its operation and facilitates the clean cutting of the batteries due to its elastic properties. The thickness of this first encapsulation layer is between 2 μm and 10 μm, preferably between 2 μm and 5 μm and even more preferably around 3 μm. It makes it possible to cover all the accessible surfaces of the stack, to close only on the surface access to the pores of these accessible surfaces and to standardize the chemical nature of the substrate. The first cover layer does not enter the pores of the battery or the assembly, the size of the deposited polymers being too large for them to enter the pores of the stack.

Cette première couche de recouvrement est avantageusement rigide ; elle ne peut pas être considérée comme une surface souple. L’encapsulation peut ainsi être réalisée directement sur les empilements, le revêtement pouvant pénétrer dans l’ensemble des cavités disponibles.  This first covering layer is advantageously rigid; it can not be considered a soft surface. The encapsulation can thus be carried out directly on the stacks, the coating being able to penetrate all the available cavities.

Il est rappelé ici que grâce à l’absence de liant dans les porosités de l’électrolyte selon l’invention et/ou des électrodes, la batterie peut subir des traitements sous vide.  It is recalled here that due to the absence of binder in the porosities of the electrolyte according to the invention and / or electrodes, the battery can undergo vacuum treatments.

Dans un mode de réalisation on dépose une première couche de parylène, tel qu’une couche de parylène C, de parylène D, une couche de parylène N (n° CAS : 1633-22-3) ou une couche comprenant un mélange de parylène C, D et/ou N. Le parylène (appelé aussi polyparaxylylène ou poly(p-xylylène)) est un matériau diélectrique, transparent, semi cristallin qui présente une grande stabilité thermodynamique, une excellente résistance aux solvants ainsi qu’une très faible perméabilité.  In one embodiment, a first layer of parylene, such as a layer of parylene C, of parylene D, a layer of parylene N (CAS No. 1633-22-3) or a layer comprising a mixture of parylene is deposited. C, D and / or N. Parylene (also known as polyparaxylylene or poly (p-xylylene)) is a dielectric, transparent, semi-crystalline material with high thermodynamic stability, excellent solvent resistance and very low permeability. .

Cette couche de parylène protège les éléments sensibles de la batterie de leur environnement. Cette protection est accrue lorsque cette première couche d’encapsulation est réalisée à partir de parylène N.  This parylene layer protects the sensitive elements of the battery from their environment. This protection is increased when this first encapsulation layer is made from N. parylene.

Dans un autre mode de réalisation, on dépose une première couche à base de polyimide. Cette couche de polyimide protège les éléments sensibles de la batterie de leur environnement.  In another embodiment, a first polyimide layer is deposited. This layer of polyimide protects the sensitive elements of the battery of their environment.

Dans un autre mode de réalisation avantageux, la première couche d’encapsulation est constituée d’une première couche de polyimide, de préférence d’environ 1 pm d’épaisseur sur laquelle est déposée une seconde couche de parylène, de préférence d’environ 2 pm d’épaisseur. Cette protection est accrue lorsque cette seconde couche de parylène, de préférence d’environ 2 pm d’épaisseur est réalisée à partir de parylène N. La couche de polyimide associée à la couche de parylène améliore la protection des éléments sensibles de la batterie de leur environnement. In another advantageous embodiment, the first encapsulation layer consists of a first layer of polyimide, preferably about 1 μm thick on which is deposited a second layer of parylene, preferably about 2 pm thick. This protection is increased when this second layer of parylene, Preferably about 2 μm thick is made from parylene N. The polyimide layer associated with the parylene layer improves the protection of the sensitive elements of the battery of their environment.

Toutefois, les inventeurs ont observé que cette première couche, lorsqu’elle est à base de parylène, ne présente pas une stabilité suffisante en présence d’oxygène. Lorsque cette première couche est à base de polyimide, elle ne présente pas une étanchéité suffisante, notamment en présence d’eau. Pour ces raisons on dépose une deuxième couche qui enrobe la première couche.  However, the inventors have observed that this first layer, when it is based on parylene, does not have sufficient stability in the presence of oxygen. When this first layer is based on polyimide, it does not have a sufficient seal, especially in the presence of water. For these reasons, a second layer is deposited which coats the first layer.

Avantageusement, une deuxième couche de recouvrement composée d’une matière électriquement isolante peut être déposée par une technique de dépôt conformai, telle que le dépôt de couches atomiques (ALD) sur la première couche. Ainsi on obtient un recouvrement conformai de l’ensemble des surfaces accessibles de l’empilement préalablement recouvert de la première couche de recouvrement, de préférence d’une première couche de parylène et/ou de polyimide ; cette deuxième couche est de préférence une couche inorganique. La croissance de la couche déposée par ALD est influencée par la nature du substrat. Une couche déposée par ALD sur un substrat présentant différentes zones de natures chimiques différentes aura une croissance inhomogène, pouvant engendrer une perte d’intégrité de cette deuxième couche de protection. Cette deuxième couche déposée sur la première couche de parylène et/ou de polyimide protège la première couche de parylène et/ou de polyimide contre l’air et améliore la durée de vie de la batterie encapsulée.  Advantageously, a second covering layer composed of an electrically insulating material may be deposited by a conformal deposition technique, such as the deposition of atomic layers (ALD) on the first layer. Thus, a conformal covering of all the accessible surfaces of the stack previously coated with the first covering layer, preferably of a first layer of parylene and / or polyimide, is obtained; this second layer is preferably an inorganic layer. The growth of the layer deposited by ALD is influenced by the nature of the substrate. A layer deposited by ALD on a substrate having different zones of different chemical natures will have an inhomogeneous growth, which can cause a loss of integrity of this second protective layer. This second layer deposited on the first layer of parylene and / or polyimide protects the first layer of parylene and / or polyimide against the air and improves the life of the encapsulated battery.

Les techniques de dépôt par ALD sont particulièrement bien adaptées pour recouvrir des surfaces présentant une forte rugosité de manière totalement étanche et conforme. Elles permettent de réaliser des couches conformales, exemptes de défauts, tels que des trous (couches dits « pinhole free », exempts de trous) et représentent de très bonnes barrières. Leur coefficient WVTR est extrêmement faible. Le coefficient WVTR (water vapor transmission rate) permet d’évaluer la perméance à la vapeur d'eau du système d’encapsulation. Plus le coefficient WVTR est faible plus le système d’encapsulation est étanche. A titre d’exemple, une couche d’AI203 de 100 nm d’épaisseur déposée par ALD présente une perméation à la vapeur d’eau de 0,00034 g/m2.d. La deuxième couche de recouvrement peut être en matériau céramique, en matériau vitreux ou en matériau vitrocéramique, par exemple sous forme d'oxyde, de type Al203, de nitrure, de phosphates, d’oxynitrure, ou de siloxane. Cette deuxième couche de recouvrement présente une épaisseur inférieure à 200 nm, de préférence comprise entre 5 nm et 200 nm, plus préférentiellement comprise entre 10 nm et 100 nm, entre 10 nm et 50 nm, et encore plus préférentiellement de l’ordre d’une cinquantaine de nanomètres. Cette deuxième couche de recouvrement déposée par ALD permet d’une part, d’assurer l’étanchéité de la structure, i.e. d’empêcher la migration de l’eau à l’intérieur de la structure et d’autre part de protéger la première couche de recouvrement, de préférence de parylène et/ou de polyimide, préférentiellement de parylène de type F, de l’atmosphère afin d’éviter sa dégradation. ALD deposition techniques are particularly well suited to cover surfaces with a high roughness in a completely sealed and compliant manner. They make it possible to produce conformal layers, free of defects, such as holes (so-called "pinhole free" layers) and represent very good barriers. Their WVTR coefficient is extremely low. The WVTR coefficient (water vapor transmission rate) is used to evaluate the water vapor permeance of the encapsulation system. The lower the WVTR coefficient, the more the encapsulation system is watertight. By way of example, an Al 2 O 3 layer of 100 nm thick deposited by ALD exhibits a water vapor permeation of 0.00034 g / m 2 d. The second covering layer may be ceramic material, vitreous material or glass-ceramic material, for example in the form of oxide, Al 2 0 3 type , nitride, phosphates, oxynitride, or siloxane. This second covering layer has a thickness of less than 200 nm, preferably between 5 nm and 200 nm, more preferably between 10 nm and 100 nm, between 10 nm and 50 nm, and even more preferably of the order of about fifty nanometers. This second covering layer deposited by ALD makes it possible, on the one hand, to seal the structure, ie to prevent the migration of water inside the structure and, on the other hand, to protect the first one. covering layer, preferably of parylene and / or polyimide, preferably of type F parylene, of the atmosphere in order to avoid its degradation.

Toutefois, ces couches déposées par ALD sont très fragiles mécaniquement et nécessitent une surface d’appui rigide pour assurer leur rôle protecteur. Le dépôt d’une couche fragile sur une surface souple conduirait à la formation de fissures, engendrant une perte d’intégrité de cette couche de protection.  However, these layers deposited by ALD are very mechanically fragile and require a rigid bearing surface to ensure their protective role. The deposition of a brittle layer on a flexible surface would lead to the formation of cracks, causing a loss of integrity of this protective layer.

Dans un mode de réalisation, une troisième couche de recouvrement est déposée sur la deuxième couche de recouvrement ou sur un système d’encapsulation 30 formé par un empilement de plusieurs couches comme décrit précédemment, à savoir d’une séquence, de préférence de z séquences du système d’encapsulation avec z > 1 , pour augmenter la protection des cellules batteries de leur environnement externe. Typiquement, cette troisième couche est en polymère, par exemple en silicone (déposé par exemple par imprégnation ou par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma à partir d’hexaméthyldisiloxane (HMDSO, n° CAS : 107-46-0)), ou en résine epoxy, ou en parylène, ou en polyimide. In one embodiment, a third covering layer is deposited on the second covering layer or on an encapsulation system formed by a stack of several layers as described above, namely a sequence, preferably z sequences. encapsulation system with z> 1, to increase the protection of the battery cells of their external environment. Typically, this third layer is made of polymer, for example silicone (deposited for example by impregnation or plasma-enhanced chemical vapor deposition from hexamethyldisiloxane (HMDSO, CAS No. 107-46-0)), or epoxy resin, or parylene, or polyimide.

En outre, le système d’encapsulation peut comprendre une succession alternée de couches de parylène et/ou de polyimide, de préférence d’environ 3 pm d’épaisseur, et de couches composées d’une matière électriquement isolante telles que des couches inorganiques déposées de manière conformale par ALD comme décrit précédemment pour créer un système d’encapsulation multi-couches. Afin d’améliorer les performances de l’encapsulation, le système d’encapsulation peut avantageusement comprendre une première couche de parylène et/ou de polyimide, de préférence d’environ 3 pm d’épaisseur, une deuxième couche composée d’une matière électriquement isolante, de préférence une couche inorganique, déposée de manière conformale par ALD sur la première couche, une troisième couche de parylène et/ou de polyimide, de préférence d’environ 3 pm d’épaisseur déposée sur la deuxième couche et une quatrième couche composée d’une matière électriquement isolante déposée de manière conformale par ALD sur la troisième couche. In addition, the encapsulation system may comprise an alternating succession of layers of parylene and / or polyimide, preferably about 3 μm thick, and layers composed of an electrically insulating material such as inorganic layers deposited conformally by ALD as previously described to create a multi-layer encapsulation system. In order to improve the encapsulation performance, the encapsulation system may advantageously comprise a first layer of parylene and / or polyimide, preferably about 3 μm thick, a second layer composed of an electrically isolator, preferably an inorganic layer, ALD-conformally deposited on the first layer, a third layer of parylene and / or polyimide, preferably about 3 μm thick deposited on the second layer and a fourth layer composed of of an electrically insulating material conformably deposited by ALD on the third layer.

La batterie ou l’assemblage ainsi encapsulé(e) dans cette séquence du système d’encapsulation, de préférence dans z séquences, peut ensuite être revêtu d’une dernière couche de recouvrement de manière à protéger mécaniquement l’empilement ainsi encapsulé et éventuellement lui conférer un aspect esthétique. Cette dernière couche de recouvrement protège et améliore la durée de vie de la batterie. Avantageusement cette dernière couche de recouvrement est également choisie pour résister à une température élevée, et présente une résistance mécanique suffisante pour protéger la batterie lors de son utilisation ultérieure. Avantageusement, l’épaisseur de cette dernière couche de recouvrement est comprise entre 1 pm et 50 pm. Idéalement, l’épaisseur de cette dernière couche de recouvrement est d’environ 10-15 pm, une telle gamme d’épaisseur permet de protéger la batterie contre l’endommagement mécanique. The battery or assembly thus encapsulated in this sequence of the encapsulation system, preferably in z sequences, can then be coated with a final covering layer so as to mechanically protect the thus encapsulated stack and possibly give an aesthetic appearance. This last layer of cover protects and improves the life of the battery. Advantageously, this last covering layer is also chosen to withstand a high temperature, and has sufficient mechanical strength to protect the battery during its subsequent use. Advantageously, the thickness of this last covering layer is between 1 μm and 50 μm. Ideally, the thickness of this last cover layer is about 10-15 pm, such a range of thickness can protect the battery against mechanical damage.

Avantageusement, cette dernière couche de recouvrement est déposée sur un système d’encapsulation formé par un empilement de plusieurs couches comme décrit précédemment, à savoir d’une séquence, de préférence de z séquences du système d’encapsulation avec z > 1 , de préférence sur cette succession alternée de couches de parylène et/ou de polyimide, de préférence d’environ 3 pm d’épaisseur et de couches inorganiques déposées de manière conformale par ALD, pour augmenter la protection des cellules batteries de leur environnement externe et les protéger contre l’endommagement mécanique. Cette dernière couche d’encapsulation présente, de préférence, une épaisseur d’environ 10-15 pm. Cette dernière couche de recouvrement est de préférence à base de résine époxy, de polyéthylène naphtalate (PEN), de polyimide, de polyamide, de polyuréthane, de silicone, de silice sol-gel ou de silice organique. Avantageusement, cette dernière couche de recouvrement est déposée par trempage. Typiquement, cette dernière couche est en polymère, par exemple en silicone (déposé par exemple par trempage ou par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma à partir d’hexaméthyldisiloxane (HMDSO)), ou en résine epoxy, ou en parylène, ou en polyimide. Par exemple, on peut déposer par injection d’une couche de silicone (épaisseur typique environ 15 pm) pour protéger la batterie contre l’endommagement mécanique. Ces matériaux résistent à des températures élevées et la batterie peut ainsi être assemblée aisément par soudure sur des cartes électroniques sans apparition d’une transition vitreuse. Avantageusement, l’encapsulation de la batterie est réalisée sur quatre des six faces de l’empilement. Les couches d’encapsulation entourent la périphérie de l’empilement, le reste de la protection contre l’atmosphère étant assuré par les couches obtenues par les terminaisons. Advantageously, this last covering layer is deposited on an encapsulation system formed by a stack of several layers as described above, namely a sequence, preferably z sequences of the encapsulation system with z> 1, preferably on this alternating succession of layers of parylene and / or polyimide, preferably about 3 μm thick and inorganic layers deposited in a conformal manner by ALD, to increase the protection of the battery cells of their external environment and to protect them against mechanical damage. This last encapsulation layer preferably has a thickness of about 10-15 μm. This last covering layer is preferably based on epoxy resin, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyamide, polyurethane, silicone, sol-gel silica or organic silica. Advantageously, this last covering layer is deposited by dipping. Typically, this last layer is made of polymer, for example silicone (deposited for example by dipping or plasma-enhanced chemical vapor deposition from hexamethyldisiloxane (HMDSO)), or epoxy resin, or parylene, or polyimide. For example, an injection of a silicone layer (typical thickness about 15 μm) can be deposited to protect the battery against mechanical damage. These materials withstand high temperatures and the battery can thus be easily assembled by soldering on electronic cards without the appearance of a glass transition. Advantageously, encapsulation of the battery is performed on four of the six faces of the stack. The encapsulation layers surround the periphery of the stack, the rest of the protection against the atmosphere being provided by the layers obtained by the terminations.

Après l’étape d’encapsulation, l’empilement ainsi encapsulé est ensuite découpé suivant des plans de coupe permettant d’obtenir des composants de batterie unitaires, avec la mise à nue sur chacun des plans de coupe des connexions anodiques et cathodiques 50 de la batterie, de sorte que le système d’encapsulation 30 revêt quatre des six faces de ladite batterie, de préférence de manière continue, afin que le système puisse être assemblé sans soudure, les deux autres faces de la batterie étant revêtues ultérieurement par les terminaisons 40. After the encapsulation step, the thus encapsulated stack is then cut according to section planes making it possible to obtain unitary battery components, with the exposure on each of the section planes of the anode and cathode connections 50 of the battery, so that the encapsulation system 30 covers four of the six faces of said battery, preferably continuously, so that the system can be assembled without welding, the other two faces of the battery being subsequently coated by the terminations 40.

Dans un mode de réalisation avantageux, l’empilement ainsi encapsulé et découpé, peut être imprégné, sous atmosphère anhydre, par une phase porteuse d’ions de lithium telle qu’un liquide ionique contenant des sels de lithium, possiblement dilué dans un solvant organique ou un mélange de solvants organiques contenant un sel de lithium pouvant être différent de celui dissous dans le liquide ionique, comme présenté au paragraphe 10 de la présente demande. L’imprégnation peut être réalisée par trempage dans une solution électrolytique telle qu’un liquide ionique contenant des sels de lithium, possiblement dilué dans un solvant organique ou un mélange de solvants organiques contenant un sel de lithium pouvant être différent de celui dissous dans le liquide ionique. Le liquide ionique rentre instantanément par capillarité dans les porosités.  In an advantageous embodiment, the stack thus encapsulated and cut, can be impregnated, under anhydrous atmosphere, with a phase carrying lithium ions such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent. or a mixture of organic solvents containing a lithium salt which may be different from that dissolved in the ionic liquid, as presented in paragraph 10 of the present application. The impregnation may be carried out by dipping in an electrolytic solution such as an ionic liquid containing lithium salts, possibly diluted in an organic solvent or a mixture of organic solvents containing a lithium salt that may be different from that dissolved in the liquid. ionic. The ionic liquid returns instantly by capillarity in the porosities.

Après l’étape d’encapsulation, de découpe et éventuellement d’imprégnation de la batterie, des terminaisons 40 sont ajoutées pour établir les contacts électriques nécessaires au bon fonctionnement de la batterie. After the step of encapsulation, cutting and possibly impregnation of the battery, terminations 40 are added to establish the electrical contacts necessary for the proper functioning of the battery.

9. Terminaison 9. Termination

Avantageusement, la batterie comprend des terminaisons 40 au niveau où les collecteurs de courant cathodique, respectivement anodique, sont apparents. De préférence, les connexions anodiques et les connexions cathodiques se trouvent sur les côtés opposés de l’empilement. Sur et autour de ces connexions 50 est déposé un système de terminaison 40. Les connexions peuvent être métallisées à l’aide de techniques de dépôt plasma connu de l’homme du métier, de préférence par ALD et / ou par immersion dans une résine époxy conductrice (chargée à l’argent) et / ou un bain d'étain en fusion. De préférence, les terminaisons sont constituées d’un empilement de couches comprenant successivement une première couche mince de recouvrement électroniquement conductrice, de préférence métallique, déposée par ALD, une deuxième couche en résine époxy chargée en argent déposée sur la première couche et une troisième couche à base d’étain déposée sur la deuxième couche. La première couche conductrice déposée par ALD sert à protéger la section de la batterie de l’humidité. Cette première couche conductrice déposée par ALD est optionnelle. Elle permet d’augmenter la durée de vie calendaire de la batterie en réduisant le WVTR au niveau de la terminaison. Cette première couche mince de recouvrement peut notamment être métallique ou à base de nitrure métallique. La seconde couche en résine époxy chargée en argent, permet de procurer de la « souplesse » à la connectique sans rompre le contact électrique lorsque le circuit électrique est soumis à des contraintes thermiques et/ou vibratoires. Advantageously, the battery comprises terminations 40 at the level where the cathodic current collectors, respectively anodic, are apparent. Preferably, the anode connections and the cathode connections are on the opposite sides of the stack. On and around these connections 50 is deposited a termination system 40. The connections can be metallized using plasma deposition techniques known to those skilled in the art, preferably by ALD and / or immersion in an epoxy resin conductive (charged with silver) and / or a molten tin bath. Preferably, the terminations consist of a stack of layers successively comprising a first thin layer of electronically conductive coating, preferably metallic, deposited by ALD, a second layer of silver-filled epoxy resin deposited on the first layer and a third layer. based on tin deposited on the second layer. The first conductive layer deposited by ALD serves to protect the battery section from moisture. This first conductive layer deposited by ALD is optional. It increases the battery life of the battery by reducing the WVTR at the termination. This first thin covering layer may in particular be metallic or based on metal nitride. The second epoxy resin layer loaded with silver allows to provide "flexibility" to the connection without breaking the electrical contact when the electric circuit is subjected to thermal and / or vibratory stresses.

La troisième couche de métallisation à base d’étain sert à assurer la soudabilité de la batterie.  The third layer of tin metallization serves to ensure the solderability of the battery.

Dans un autre mode de réalisation, cette troisième couche peut être composée de deux couches de matériaux différents. Une première couche venant au contact de la couche en résine époxy chargée en argent. Cette couche est en nickel et est réalisée par dépôt électrolytique. La couche de nickel sert de barrière thermique et protège le reste du composant de la diffusion pendant les étapes d’assemblage par refusion. La dernière couche, déposée sur la couche de nickel est également une couche de métallisation, préférentiellement en étain pour rendre l’interface compatible des assemblages par refusion. Cette couche d’étain peut être déposée soit par trempage dans un bain d’étain fondu soit par électrodéposition ; ces techniques sont connues en tant que telles.  In another embodiment, this third layer may be composed of two layers of different materials. A first layer coming into contact with the epoxy resin layer loaded with silver. This layer is made of nickel and is made by electrolytic deposition. The nickel layer serves as a thermal barrier and protects the remainder of the diffusion component during the reflow assembly steps. The last layer, deposited on the nickel layer is also a metallization layer, preferably tin to make the compatible interface assemblies by reflow. This layer of tin can be deposited either by dipping in a bath of molten tin or by electrodeposition; these techniques are known as such.

Pour certains assemblages sur des pistes en cuivre par microcâblage, il peut être nécessaire d’avoir une dernière couche de métallisation en cuivre. Une telle couche peut être réalisée par électrodéposition à la place de l’étain.  For some assemblies on copper copper lanes, it may be necessary to have a final layer of copper metallization. Such a layer can be made by electrodeposition instead of tin.

Dans un autre mode de réalisation, les terminaisons 40 peuvent être constituées d’un empilement de couches comprenant successivement une couche en résine époxy chargée en argent et une deuxième couche à base d’étain ou de nickel déposée sur la première couche.  In another embodiment, the terminations 40 may consist of a stack of layers successively comprising a layer of silver-filled epoxy resin and a second layer based on tin or nickel deposited on the first layer.

Dans un autre mode de réalisation, les terminaisons 40 peuvent être constituées d’un empilement de couches comprenant successivement une couche en résine époxy chargée en argent, une deuxième couche à base de nickel déposée sur la première couche et une troisième couche à base d’étain ou de cuivre.  In another embodiment, the terminations 40 may consist of a stack of layers successively comprising a silver-filled epoxy resin layer, a second nickel-based layer deposited on the first layer and a third layer based on tin or copper.

Dans un autre mode de réalisation préférentiel, les terminaisons 40 sont constituées, aux abords des connexions cathodique et anodique, d’un premier empilement de couches comprenant successivement une première couche d’un matériau chargé en graphite, de préférence en résine époxy chargée de graphite, et une deuxième couche comprenant du cuivre métallique obtenue à partir d’une encre chargée en nanoparticules de cuivre déposée sur la première couche. Ce premier empilement des terminaisons est ensuite fritté par lampe flash infra-rouge de manière à obtenir un recouvrement des connexions cathodique et anodique par une couche de cuivre métallique.  In another preferred embodiment, the terminations 40 consist, in the vicinity of the cathode and anode connections, of a first stack of layers successively comprising a first layer of a graphite-loaded material, preferably a graphite filled epoxy resin. and a second layer comprising metallic copper obtained from an ink charged with copper nanoparticles deposited on the first layer. This first stack of terminations is then sintered by infra-red flash lamp so as to obtain a covering of the cathodic and anodic connections by a layer of metallic copper.

En fonction de l’utilisation finale de la batterie, les terminaisons peuvent comprendre, de manière additionnelle, un deuxième empilement de couches disposé sur le premier empilement des terminaisons comprenant successivement une première couche d’un alliage étain-zinc déposé, de préférence par trempage dans un bain d’étain-zinc en fusion, afin d’assurer l’étanchéité de la batterie à moindre coût et une deuxième couche à base d’étain pur déposée par électrodéposition ou une deuxième couche comprenant un alliage à base d’argent, de palladium et de cuivre déposée sur cette première couche du deuxième empilement. Depending on the end use of the battery, the terminations may additionally comprise a second stack of layers disposed on the first stack of terminations successively comprising a first layer of deposited tin-zinc alloy, preferably by dipping. in a bath of molten tin-zinc, in order to ensure the sealing of the battery at a lower cost and a second layer based on electrodeposited pure tin or a second layer comprising an alloy based on silver, palladium and copper deposited on this first layer of second stack.

Les terminaisons 40 permettent de reprendre les connections électriques alternativement positives et négatives sur chacune des extrémités de la batterie. Ces terminaisons 40 permettent de réaliser les connections électriques en parallèle entre les différents éléments de batterie. Pour cela, seule les connections cathodiques 50 sortent sur une extrémité, et les connections anodiques 50 sont disponibles sur une autre extrémité.  The terminations 40 make it possible to resume the alternately positive and negative electrical connections on each end of the battery. These terminations 40 make it possible to make the electrical connections in parallel between the different battery elements. For this, only the cathode connections 50 exit on one end, and the anode connections 50 are available on another end.

Dans un autre mode de réalisation préféré, on fabrique une batterie à ions de lithium selon l’invention par le procédé comprenant les étapes suivantes :  In another preferred embodiment, a lithium ion battery according to the invention is manufactured by the method comprising the following steps:

(1 ) on approvisionne une suspension colloïdale comprenant des agrégats ou des agglomérats de nanoparticules d’au moins un matériau inorganique, lesdits agrégats ou agglomérats présentant un diamètre moyen compris entre 80 nm et 300 nm (de préférence entre 100 nm à 200 nm), (1) supplying a colloidal suspension comprising aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material, said aggregates or agglomerates having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm (preferably between 100 nm and 200 nm),

(2) on approvisionne au moins une électrode,  (2) supplying at least one electrode,

(3) on dépose sur au moins ladite électrode une couche inorganique poreuse par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating, à partir d’une suspension de particules de matériau inorganique obtenue à l’étape (1 ) ;  (3) depositing on at least said electrode a porous inorganic layer by electrophoresis, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating, from a suspension of particles of inorganic material obtained in step (1);

(4) on sèche ladite couche inorganique poreuse, de préférence sous un flux d’air pour obtenir une couche inorganique poreuse ;  (4) drying said porous inorganic layer, preferably under a stream of air to obtain a porous inorganic layer;

(5) on traite ladite couche inorganique poreuse par compression mécanique et/ou traitement thermique,  (5) treating said porous inorganic layer by mechanical compression and / or heat treatment,

(6) éventuellement, on imprègne ladite couche inorganique poreuse obtenue à l’étape (5) par une phase porteuse d’ions de lithium.  (6) optionally, said porous inorganic layer obtained in step (5) is impregnated with a phase carrying lithium ions.

(7) on réalise un empilement comprenant une succession alternée des couches de cathode et d’anode en couches minces, de préférence décalé latéralement, de manière à ce qu’au moins une couche inorganique poreuse soit disposée entre une couche de cathode et une couche d’anode,  (7) there is provided a stack comprising an alternating succession of cathode and anode layers in thin layers, preferably laterally offset, so that at least one porous inorganic layer is disposed between a cathode layer and a layer anode

(8) on consolide l’empilement par compression mécanique et/ou traitement thermique afin d’obtenir un empilement assemblé,  (8) consolidating the stack by mechanical compression and / or heat treatment in order to obtain an assembled stack,

(9) éventuellement, on imprègne l’empilement assemblé obtenue à l’étape (8) comprenant ladite couche inorganique poreuse par une phase porteuse d’ions de lithium. Après l’étape (9) du procédé de fabrication d’une batterie à ions de lithium selon l’invention: (9) optionally, the assembled stack obtained in step (8) comprising said porous inorganic layer is impregnated with a phase carrying lithium ions. After step (9) of the method for manufacturing a lithium ion battery according to the invention:

- on dépose successivement, de manière alternée, sur l’empilement assemblé, un système d’encapsulation formé par une succession de couches, à savoir une séquence, de préférence de z séquences, comprenant : alternatively, an assembly system formed by a succession of layers, namely a sequence, preferably of z sequences, is successively deposited alternately on the assembled stack, comprising:

une première couche de recouvrement, de préférence choisi parmi le parylène, le parylène de type F, le polyimide, les résines epoxy, le silicone, le polyamide et/ou un mélange de ceux-ci, déposée sur l’empilement assemblé, a first cover layer, preferably selected from parylene, parylene F type, polyimide, epoxy, silicone, polyamide and / or a mixture thereof, deposited on the assembled stack,

une deuxième couche de recouvrement composée d’une matière électriquement isolante, déposée par dépôt de couches atomiques sur ladite première couche de recouvrement, a second covering layer composed of an electrically insulating material deposited by atomic layer deposition on said first cladding layer,

cette séquence pouvant être répétée z fois avec z > 1 , this sequence possibly being repeated once z with z> 1,

- on dépose une dernière couche de recouvrement sur cette succession de couches d’un matériau choisi parmi la résine époxy, le polyéthylène naphtalate (PEN), le polyimide, le polyamide, le polyuréthane, le silicone, la silice sol-gel ou la silice organique,  a final covering layer is deposited on this succession of layers of a material chosen from epoxy resin, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyamide, polyurethane, silicone, sol-gel silica or silica; organic,

- on découpe selon deux plans de coupe, l’empilement assemblé ainsi encapsulé pour mettre à nue sur chacun des plans de coupes des connexions anodiques et cathodiques de l’empilement assemblé, de sorte que le système d’encapsulation revêt quatre des six faces dudit empilement assemblé, de préférence de manière continue, de manière à obtenir une batterie élémentaire,  the assembled stack thus encapsulated is cut off according to two cutting planes so as to expose each of the cutting planes of the anode and cathode connections of the assembled stack, so that the encapsulation system covers four of the six faces of said stack assembled, preferably in a continuous manner, so as to obtain an elementary battery,

- éventuellement, on imprègne la batterie élémentaire encapsulée et découpée par une phase porteuse d’ions de lithium,  optionally, the elementary battery encapsulated and cut by a phase carrying lithium ions is impregnated,

- on dépose successivement, sur et autour, de ces connexions anodiques et cathodiques :  - we deposit successively, on and around, these anodic and cathodic connections:

une première couche d’un matériau chargé en graphite, de préférence en résine époxy chargée de graphite, a first layer of a material loaded with graphite, preferably epoxy resin loaded graphite,

une deuxième couche comprenant du cuivre métallique obtenue à partir d’une encre chargée en nanoparticules de cuivre déposée sur la première couche, a second layer comprising copper metal obtained from an ink loaded in deposited copper nanoparticles on the first layer,

on traite thermiquement les couches obtenues, de préférence par lampe flash infra-rouge, de manière à obtenir un recouvrement des connexions cathodique et anodique par une couche de cuivre métallique,  the layers obtained are thermally treated, preferably by infrared flash lamp, so as to obtain a covering of the cathodic and anodic connections by a layer of metallic copper,

- éventuellement, on dépose successivement, sur et autour, de ce premier empilement des terminaisons, un deuxième empilement comprenant : une première couche d’un alliage étain-zinc déposé, de préférence par trempage dans un bain d’étain-zinc en fusion, afin d’assurer l’étanchéité de la batterie à moindre coût, et optionally, this first stack of terminations is successively deposited on and around, a second stack comprising: a first layer of a tin-zinc alloy deposited, preferably by immersion in a tin-zinc molten bath to ensure the sealing of the battery at a lower cost, and

une deuxième couche à base d’étain pur déposée par électrodéposition ou une deuxième couche comprenant un alliage à base d’argent, de palladium et de cuivre déposée sur cette première couche du deuxième empilement. a second layer of pure tin based deposited by electrodeposition or a second layer comprising a silver-based alloy, palladium, and copper deposited on this first layer of the second stack.

Dans ce procédé, le dépôt d’une couche d’un matériau isolant électroniquement, de préférence conducteur ionique par ALD ou par dépôt chimique en solution CSD de l’anglais « Chemical Solution Déposition » peut être réalisée après traitement de la couche inorganique poreuse par compression mécanique et/ou traitement thermique, après consolidation de l’empilement par compression mécanique et/ou traitement thermique permettant d’obtenir un empilement assemblé ou après découpage selon deux plans de coupe, de l’empilement assemblé permettant de mettre à nue sur chacun des plans de coupes les connexions anodiques et cathodiques de l’empilement assemblé. Ce dépôt d’une couche d’un matériau isolant électroniquement, de préférence conducteur ionique est avantageusement réalisé avant toute étape d’imprégnation de la couche inorganique poreuse par une phase porteuse d’ions de lithium. Ce dépôt présente de préférence une épaisseur inférieure à 5 nm. In this process, the deposition of a layer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor, by ALD or by chemical solution deposition CSD of the "Chemical Solution Deposition" may be carried out after treatment of the porous inorganic layer with mechanical compression and / or heat treatment, after consolidation of the stack by mechanical compression and / or heat treatment to obtain an assembled stack or after cutting into two cutting planes, the stack assembled to expose on each cutting planes the anode and cathode connections of the assembled stack. This deposition of a layer of an electronically insulating material, preferably an ionic conductor, is advantageously carried out before any step of impregnating the porous inorganic layer with a phase carrying lithium ions. This deposit preferably has a thickness of less than 5 nm.

Dans ce procédé, l’imprégnation de la couche inorganique poreuse par une phase porteuse d’ions de lithium peut être réalisée après traitement de la couche inorganique poreuse par compression mécanique et/ou traitement thermique, après consolidation de l’empilement par compression mécanique et/ou traitement thermique permettant d’obtenir un empilement assemblé ou après découpage selon deux plans de coupe, de l’empilement assemblé permettant de mettre à nue sur chacun des plans de coupes les connexions anodiques et cathodiques de l’empilement assemblé. Dans un autre mode de réalisation préféré, on fabrique une batterie à ions de lithium selon l’invention par le même procédé que celui indiqué ci-dessus, hormis l’étape 1 ) qui comprend les étapes suivantes : In this process, the impregnation of the porous inorganic layer with a phase carrying lithium ions can be carried out after treatment of the porous inorganic layer by mechanical compression and / or heat treatment, after consolidation of the stack by mechanical compression and / or heat treatment for obtaining an assembled stack or after cutting according to two section planes, the assembled stack for exposing on each of the section planes the anode and cathode connections of the assembled stack. In another preferred embodiment, a lithium ion battery according to the invention is manufactured by the same method as that indicated above, except for step 1) which comprises the following steps:

(1 a) on approvisionne une suspension colloïdale comportant des nanoparticules d’au moins un matériau inorganique P de diamètre primaire moyen D5o inférieur ou égal à 50 nm ; (1 a) supplies a colloidal suspension comprising nanoparticles of at least one inorganic material P of average primary diameter D 5 o less than or equal to 50 nm;

(1 b) on déstabilise les nanoparticules présentes dans la dite suspension colloïdale de manière à former des agrégats ou des agglomérats de particules de diamètre moyen compris entre 80 nm et 300 nm, de préférence entre 100 nm et 200 nm, ladite déstabilisation se faisant de préférence par ajout d’un agent déstabilisant tel qu’un sel, de préférence du LiOH. (1b) the nanoparticles present in said colloidal suspension are destabilized so as to form aggregates or agglomerates of particles with a mean diameter of between 80 nm and 300 nm, preferably between 100 nm and 200 nm, said destabilization being preferably by adding a destabilizing agent such as a salt, preferably LiOH.

Avantageusement, les connexions anodiques et cathodiques se trouvent sur les côtés opposés de l’empilement. Tous les modes de réalisation relatifs à l’assemblage de la batterie, à l’imprégnation de la couche inorganique poreuse, au dépôt du système d’encapsulation et des terminaisons décrits ci-dessus peuvent être combinés indépendamment les uns des autres entre eux, du moment que cette combinaison est réaliste pour l’homme du métier. Advantageously, the anode and cathode connections are on the opposite sides of the stack. All embodiments relating to the assembly of the battery, the impregnation of the porous inorganic layer, the deposition of the encapsulation system and the terminations described above can be combined independently of each other, moment that this combination is realistic for the skilled person.

Exemples Examples

Exemple 1 : Réalisation d’une couche d’électrolyte mésoporeux à base de Li3P04 déposée sur une couche de cathode a. Réalisation d’une suspension de nanoparticules de U3P04 EXAMPLE 1 Production of a Mesoporous Electrolyte Layer Based on Li 3 PO 4 Filtered on a Cathode Layer a. Production of a suspension of nanoparticles of U 3 P0 4

Deux solutions ont été préparées : Two solutions have been prepared:

1 1 ,44 g de CH3COOLi, 2H20 ont été dissous dans 1 12 ml d’eau, puis 56 ml d’eau ont été ajoutés sous vive agitation au milieu afin d'obtenir une solution A. 1 1, 44 g of CH 3 COOLi, 2H 2 0 were dissolved in 12 ml of water, then 56 ml of water were added with vigorous stirring to the medium in order to obtain a solution A.

4,0584g de H3P0 ont été dilués dans 105,6 ml d'eau, puis 45,6 ml d'éthanol ont été ajoutés à cette solution afin d'obtenir une seconde solution appelée ci-après solution B.4.0584 g of H 3 PO was diluted in 105.6 ml of water, then 45.6 ml of ethanol was added to this solution in order to obtain a second solution, hereinafter referred to as solution B.

La solution B a ensuite été ajoutée, sous vive agitation, à la solution A. Solution B was then added, with vigorous stirring, to solution A.

La solution obtenue, parfaitement limpide après disparition des bulles formées au cours du mélange, a été ajoutée à 1 ,2 litres d'acétone sous action d'un homogénéiseur de type Ultraturrax™ afin d’homogénéiser le milieu. On a immédiatement observé une précipitation blanche en suspension dans la phase liquide.  The solution obtained, perfectly clear after the disappearance of the bubbles formed during mixing, was added to 1.2 liters of acetone under the action of a homogenizer type Ultraturrax ™ to homogenize the medium. White precipitation was immediately observed in suspension in the liquid phase.

Le milieu réactionnel a été homogénéisé pendant 5 minutes puis a été maintenu 10 minutes sous agitation magnétique. On a laissé décanter pendant 1 à 2 heures. Le surnageant a été écarté puis la suspension restante a été centrifugée 10 minutes à 6000 rpm. Ensuite on a ajouté 300 ml d'eau pour remettre le précipité en suspension (utilisation d'une sonotrode, agitation magnétique). Sous vive agitation, on a ajouté 125 ml d'une solution de tripolyphosphate de sodium à 10Og/l à la suspension colloïdale ainsi obtenue. La suspension est ainsi devenue plus stable. La suspension a ensuite été soniquée à l'aide d'une sonotrode. La suspension a ensuite été centrifugée 15 minutes à 8000 rpm. Le culot a ensuite été redispersé dans 150 ml d'eau. Puis la suspension obtenue a de nouveau été centrifugée 15 minutes à 8000 rpm et les culots obtenus redispersés dans 300 ml d’éthanol afin d'obtenir une suspension apte à la réalisation d'un dépôt électrophorétique. The reaction medium was homogenized for 5 minutes and then kept for 10 minutes with magnetic stirring. It was allowed to settle for 1 to 2 hours. The supernatant was discarded and the remaining suspension was centrifuged for 10 minutes at 6000 rpm. Then 300 ml of water were added to return the precipitate in suspension (use of a sonotrode, magnetic stirring). Under vigorous stirring, 125 ml of a solution of sodium tripolyphosphate at 10Og / l was added to the colloidal suspension thus obtained. The suspension has thus become more stable. The suspension was then sonicated to using a sonotrode. The suspension was then centrifuged for 15 minutes at 8000 rpm. The pellet was then redispersed in 150 ml of water. Then the suspension obtained was again centrifuged for 15 minutes at 8000 rpm and the pellets obtained redispersed in 300 ml of ethanol in order to obtain a suspension capable of producing electrophoretic deposition.

Des agglomérats d’environ 100 nm constitués de particules primaires de Li3P0 de 10 nm ont ainsi été obtenus en suspension dans l’éthanol. b. Réalisation d’une couche inorganique poreuse selon l’invention à base d’une suspension de nanoparticules de U3P04 i. Réalisation d’une cathode mésoporeuse à base de UC0O2 Agglomerates of about 100 nm consisting of primary particles of Li 3 PO of 10 nm were thus obtained in suspension in ethanol. b. Production of a porous inorganic layer according to the invention based on a suspension of nanoparticles of U 3 PO 4 i. Realization of a mesoporous cathode based on UC0O2

On a préparé une suspension de nanoparticules cristallines de UC0O2 par synthèse hydrothermale. Pour 100 ml de suspension, le mélange réactionnel a été réalisé par ajout de 20 ml d’une solution aqueuse à 0,5M de nitrate de cobalt hexahydraté additionnés sous agitation dans 20 ml d’une solution à 3M d’hydroxyde de lithium monohydraté suivi d’une addition goutte à goutte de 20 ml d’H202 à 50%. Le mélange réactionnel a été placé dans un autoclave à 200 °C pendant 1 heure ; la pression dans l’autoclave atteignait environ 15 bars. A suspension of crystalline nanoparticles of UC0O2 was prepared by hydrothermal synthesis. For 100 ml of suspension, the reaction mixture was carried out by adding 20 ml of a 0.5M aqueous solution of cobalt nitrate hexahydrate added with stirring in 20 ml of a 3M solution of lithium hydroxide monohydrate followed a dropwise addition of 20 ml of 50% H 2 0 2 . The reaction mixture was placed in an autoclave at 200 ° C for 1 hour; the pressure in the autoclave reached about 15 bars.

On an obtenu un précipité noir en suspension dans le solvant. Ce précipité a été soumis à une succession d’étapes de centrifugation - redispersion dans l’eau, jusqu’à obtenir une suspension avec une conductivité d’environ 200 pS/crn et un potentiel zêta de -30mV. La taille des particules primaires était de l’ordre de 10 nm à 20 nm et les agrégats avaient une taille comprise entre 100 nm et 200 nm. Le produit a été caractérisé par diffraction aux rayons X et microscopie électronique. A black precipitate was obtained in suspension in the solvent. This precipitate was subjected to a succession of centrifugation - redispersion steps in water, until a suspension with a conductivity of about 200 pS / cm 2 and a zeta potential of -30 mV was obtained. The size of the primary particles was of the order of 10 nm to 20 nm and the aggregates had a size between 100 nm and 200 nm. The product has been characterized by X-ray diffraction and electron microscopy.

On a déposé ces agrégats par électrophorèse sur des feuillards en acier inoxydables d’une épaisseur de 5 pm, en milieu aqueux, en appliquant des courants pulsés de 0,6 A en pointe et 0,2 A en moyenne ; la tension appliquée était de l’ordre de 4 à 6 V pendant 400 s. On a ainsi obtenu un dépôt d’environ 4 pm d’épaisseur. Il a été consolidé à 60053 pendant 1 h dans l’air afin de souder les nanoparticules entre elles, d’améliorer l’adhérence au substrat et de parfaire la recristallisation du UC0O2. ii. Réalisation d’une anode mésoporeuse à base de Li4Ti50i2 These aggregates were electrophoretically deposited on stainless steel strips of a thickness of 5 μm in an aqueous medium, applying pulse currents of 0.6 A peak and 0.2 A average; the applied voltage was of the order of 4 to 6 V for 400 s. There was thus obtained a deposit of about 4 microns thick. It was consolidated at 60053 for 1 hour in the air in order to weld the nanoparticles together, to improve adhesion to the substrate and to perfect the recrystallization of UC0O2. ii. Realization of a mesoporous anode based on Li 4 Ti 5 0i 2

On a préparé une suspension de nanoparticules de Li4TÎ50i2 par synthèse glycothermale : 190 ml de 1 ,4-butanediol ont été versés dans un bêcher, et 4,25 g d’acétate de lithium a été ajouté sous agitation. La solution a été maintenue sous agitation jusqu’à ce que l’acétate soit complément dissous. 16,9 g de butoxyde de titane ont été prélevés sous atmosphère inerte et introduit dans la solution d’acétate. La solution a ensuite été agitée pendant quelques minutes avant d’être transférée dans un autoclave préalablement remplie de 60 ml supplémentaires de butanediol. L’autoclave a ensuite été fermé et purgé à l’azote pendant au moins 10 minutes. L’autoclave a ensuite été chauffé jusqu’à 300 53 à une vitesse de 3 53/min et maintenue à cette température pendant 2 heures, sous agitation. A la fin, on a laissé refroidir, toujours sous agitation. A suspension of Li 4 Ti 2 O 12 nanoparticles was prepared by glycothermal synthesis: 190 ml of 1,4-butanediol was poured into a beaker, and 4.25 g of lithium acetate was added with stirring. The solution was stirred until acetate is dissolved complement. 16.9 g of titanium butoxide were taken under an inert atmosphere and introduced into the acetate solution. The solution was then stirred for a few minutes before being transferred to an autoclave previously filled with an additional 60 ml of butanediol. The autoclave was then closed and purged with nitrogen for at least 10 minutes. The autoclave was then heated to 300 at 535 / min and held at this temperature for 2 hours with stirring. At the end, it was allowed to cool, still stirring.

On a obtenu un précipité blanc en suspension dans le solvant. Ce précipité a été soumis à une succession d’étapes de centrifugation - redispersion dans l’éthanol pour obtenir une suspension colloïdale pure, avec une faible conductivité ionique. Elle comportait des agrégats d’environ 150 nm constitués de particules primaires de 10 nm. Le potentiel zêta était de l’ordre de -45 mV. Le produit a été caractérisé par diffraction aux rayons X et microscopie électronique. La figure 2(a) montre un diffractogramme, la figure 2(b) un cliché obtenu par microscopie électronique à transmission de particules primaires.  A white precipitate was obtained in suspension in the solvent. This precipitate was subjected to a succession of centrifugation - redispersion steps in ethanol to obtain a pure colloidal suspension with a low ionic conductivity. It consisted of aggregates of about 150 nm consisting of primary particles of 10 nm. The zeta potential was of the order of -45 mV. The product has been characterized by X-ray diffraction and electron microscopy. Figure 2 (a) shows a diffractogram, Figure 2 (b) a picture obtained by transmission electron microscopy of primary particles.

On a déposé ces agrégats par électrophorèse sur des feuillards en acier inoxydables d’une épaisseur de 5 pm, en milieu aqueux, en appliquant des courants pulsés de 0,6 A en pointe et 0,2 A en moyenne ; la tension appliquée était de l’ordre de 3 à 5 V pendant 500 s. On a ainsi obtenu un dépôt d’environ 4 pm d’épaisseur. Il a été consolidé par un recuit RTA à 40 % de puissance pendant 1 s sous azote afin de souder les nanoparticules entre elles, d’améliorer l’adhérence au substrat et de parfaire la recristallisation du LpTisO·^· iii. Réalisation sur les couches d’anode et de cathode précédemment élaborées d’une couche inorganique poreuse à partir de la suspension de nanoparticules de U3PO4 précédemment décrite dans la partie a) These aggregates were electrophoretically deposited on stainless steel strips of a thickness of 5 μm in an aqueous medium, applying pulse currents of 0.6 A peak and 0.2 A average; the applied voltage was of the order of 3 to 5 V for 500 s. There was thus obtained a deposit of about 4 microns thick. It was consolidated by RTA annealing at 40% power for 1 s under nitrogen in order to weld the nanoparticles together, to improve adhesion to the substrate and to perfect the recrystallization of LpTisO · ^ · iii. Realization on previously developed anode and cathode layers of a porous inorganic layer from the suspension of U3PO4 nanoparticles previously described in part a)

Des couches minces poreuses de U3PO4 ont ensuite été déposées par électrophorèse sur la surface des anode et cathode précédemment élaborées en appliquant un champ électrique de 20V/cm à la suspension de nanoparticules de U3PO4 précédemment obtenue, pendant 90 secondes pour obtenir une couche d’une épaisseur d’environ 1 ,5 pm. Cette couche a été séchée à l’air à 12053 afin d’éliminer toute trace de résidus organiques, et ensuite elle a été calcinée à 35053 pendant une heure à l’air.  Porous thin layers of U3PO4 were then electrophoretically deposited on the surface of the anode and cathode previously prepared by applying an electric field of 20V / cm to the previously obtained U3PO4 nanoparticle suspension, for 90 seconds to obtain a layer of thickness of about 1.5 μm. This layer was air dried at 12053 to remove any traces of organic residues, and then calcined at 35053 for one hour in air.

Exemple 2 : Réalisation d’une cellule électrochimique Example 2: Production of an Electrochemical Cell

Après avoir déposé 1 ,5 pm de U3P04 poreux sur chacune des électrodes (UC0O2 et U4Ti50i2) précédemment élaborées, les deux sous-systèmes ont été empilés de manière à ce que les films de Li3P04 soient en contact. Cet empilement a ensuite été pressé à chaud sous vide. After having deposited 1.5 μm of porous U 3 PO 4 on each of the electrodes (UC0O 2 and U 4 Ti 5 O 12 ) previously produced, the two subsystems were stacked Li 3 P0 4 films are in contact. This stack was then hot pressed under vacuum.

Pour ce faire, l’empilement a été placé sous une pression de 1 ,5 MPa puis séché sous vide pendant 30 minutes à 10-3 bar. Les plateaux de la presse ont ensuite été chauffés à 450 °C avec une vitesse de 4 qC/secondes. A 450 'Ό, l’empilement a ensuite été thermo comprimé sous une pression de 45 MPa pendant 1 minute, puis le système a été refroidi à température ambiante. To do this, the stack was placed under a pressure of 1.5 MPa and then dried under vacuum for 30 minutes at 10 -3 bar. The platens of the press were then heated to 450 ° C with a speed of 4 q C / seconds. At 450 ° C., the stack was then heat-compressed under a pressure of 45 MPa for 1 minute, after which the system was cooled to room temperature.

Une fois l’assemblage réalisé, un système rigide, multicouche constitué d’une ou de plusieurs cellules batteries assemblées a été obtenu.  Once assembled, a rigid multilayer system consisting of one or more assembled battery cells was obtained.

Cet assemblage a ensuite été imprégné dans une solution électrolytique comprenant du PYR14TFSI et du LiTFSI à 0,7 M. Le liquide ionique rentre instantanément par capillarité dans les porosités. Le système a été maintenu en immersion pendant 1 minute, puis la surface de l’empilement de cellule a été séchée par une lame de N2. This assembly was then impregnated in an electrolytic solution comprising PYR14TFSI and 0.7M LiTFSI. The ionic liquid returned instantly by capillarity in the pores. The system was kept immersed for 1 minute, then the surface of the cell stack was dried by an N 2 slide.

Claims

REVENDICATIONS 1 . Electrolyte en couche mince (13, 23) dans un dispositif électrochimique tel qu’une batterie à ions de lithium, ledit électrolyte comprenant une couche inorganique poreuse imprégnée d’une phase porteuse d’ions de lithium, 1. Thin-film electrolyte (13, 23) in an electrochemical device such as a lithium-ion battery, said electrolyte comprising a porous inorganic layer impregnated with a phase carrying lithium ions, caractérisé en ce que ladite couche inorganique poreuse présente un réseau interconnecté de pores ouverts.  characterized in that said porous inorganic layer has an interconnected network of open pores. 2. Electrolyte en couche mince (13, 23) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les pores ouverts de ladite couche inorganique poreuse présentent un diamètre moyen D5o inférieur à 100 nm, de préférence inférieur à 80 nm, préférentiellement compris entre 2 nm et 80 nm, et encore plus préférentiellement compris entre 2 nm et 50 nm, et un volume supérieur à 25 % du volume total dudit électrolyte en couche mince, et de préférence supérieur à 30 %. 2. Thin film electrolyte (13, 23) according to claim 1, characterized in that the open pores of said porous inorganic layer have an average diameter D 5 o less than 100 nm, preferably less than 80 nm, preferably between 2 nm and 80 nm, and even more preferably between 2 nm and 50 nm, and a volume greater than 25% of the total volume of said thin-layer electrolyte, and preferably greater than 30%. 3. Electrolyte en couche mince (13, 23) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les pores ouverts de ladite couche inorganique poreuse présentent un volume compris entre 30 % et 50 % du volume total dudit électrolyte en couche mince. Thin film electrolyte (13, 23) according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the open pores of said porous inorganic layer have a volume of between 30% and 50% of the total volume of said thin-film electrolyte. . 4. Electrolyte en couche mince (13, 23) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite couche inorganique poreuse est exempte de liant organique. 5. Electrolyte en couche mince (13, 23) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que son épaisseur est inférieure à 10 pm, de préférence comprise entre 3 pm et 6 pm, et préférentiellement comprise entre 2,5 pm et 4,4. Thin film electrolyte (13, 23) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said porous inorganic layer is free of organic binder. 5. Thin film electrolyte (13, 23) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that its thickness is less than 10 μm, preferably between 3 μm and 6 μm, and preferably between 2, 5 pm and 4, 5 pm. 5 pm. 6. Electrolyte en couche mince (13, 23) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite couche inorganique poreuse comprend un matériau isolant électroniquement, de préférence choisi parmi l’AI203, Si02, Zr02, et/ou un matériau sélectionné dans le groupe formé par : o les grenats de formule Lid A1 x A2 y(T04)z où Thin film electrolyte (13, 23) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said porous inorganic layer comprises an electronically insulating material, preferably selected from AI 2 0 3 , SiO 2 , Zr0 2 , and / or a material selected from the group consisting of: o garnets of formula Li d A 1 x A 2 y (T0 4 ) z where ■ A1 représente un cation de degré d’oxydation +II, de préférence Ca, Mg, Sr,A 1 represents a cation of degree of oxidation + II, preferably Ca, Mg, Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Y, Gd ; et où A2 représente un cation de degré d’oxydation +111, de préférence Al, Fe, Cr, Ga, Ti, La ; et où Ba, Fe, Mn, Zn, Y, Gd; and or A 2 represents a cation of degree of oxidation 111, preferably Al, Fe, Cr, Ga, Ti, La; and or (T04) représente un anion dans lequel T est un atome de degré d’oxydation +IV, situé au centre d’un tétraèdre formé par les atomes d’oxygène, et dans lequel T04 représente avantageusement l’anion silicate ou zirconate, sachant que tout ou partie des éléments T d’un degré d’oxydation +IV peuvent être remplacés par des atomes d’un degré d’oxydation +111 ou +V, tels que Al, Fe, As, V, Nb, In, Ta ; (4 T0) represents an anion wherein T is an atom with an oxidation number + IV, located at the center of a tetrahedron formed by the oxygen atoms, and wherein T0 4 advantageously is the anion silicate or zirconate , knowing that all or part of the elements T of a degree of oxidation + IV can be replaced by atoms of a degree of oxidation +111 or + V, such as Al, Fe, As, V, Nb, In , Ta; sachant que : d est compris entre 2 et 10, préférentiellement entre 3 et 9, et encore plus préférentiellement entre 4 et 8 ; x est être compris entre 2,6 et 3,4 (de préférence entre 2,8 et 3,2) ; y est compris entre 1 ,7 et 2,3 (de préférence entre 1 ,9 et 2,1 ) et z est compris entre 2,9 et 3,1 ; knowing that: d is between 2 and 10, preferably between 3 and 9, and even more preferably between 4 and 8; x is between 2.6 and 3.4 (preferably between 2.8 and 3.2); y is from 1.7 to 2.3 (preferably from 1.9 to 2.1) and z is from 2.9 to 3.1; les grenats, de préférence choisi parmi : le Li7La3Zr20i2; le Li6La2BaTa20i2 ; le Li5,5La3Nbi ,75ln0 25Oi2 ; le LisLasI LO^ avec M = Nb ou Ta ou un mélange des deux composés ; le Li7-xBaxLa3-xM20i2 avec 0<x<1 et M = Nb ou Ta ou un mélange des deux composés ; le U7-xLa3Zr2-xMxOi2 avec 0<x<2 et M = Al, Ga ou Ta ou un mélange de deux ou trois de ces composés ; garnet, preferably selected from: Li 7 La 3 Zr20i2; Li 6 La2BaTa20i2; Li 5, 5La3Nbi, 75ln 0 25O12; LisLasI LO ^ with M = Nb or Ta or a mixture of the two compounds; Li 7-x Ba x 3-x M 2 O 12 with 0 <x <1 and M = Nb or Ta or a mixture of the two compounds; U 7-x La 3 Zr 2- x M x O 12 with 0 <x <2 and M = Al, Ga or Ta or a mixture of two or three of these compounds; les phosphates lithiés, de préférence choisi parmi : les phosphates lithiés de type NaSICON, le Li3P04 ; le LiP03 ; le Li3AI0,4Sci,6(PO4)3 appelés « LASP » ; le Lii ,2Zn ,9Ca0,i (P04)3 ; le LiZr2(P04)3 ; le Lii+3xZr2(Pi-xSix04)3 avec 1 ,8 < x < 2,3 ; le Lii+6xZr2(Pi-xBx04)3 avec 0 < x < 0,25 ; le Li3(Sc2-xMx)(P04)3 avec M=AI ou Y et 0 < x < 1 ; le UI +XMX(SC)2-X(P04)3 avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et 0 < x < 0,8 ; le Ui+xMx(Gai-yScy)2-x(P04)3 avec 0 < x £ 0,8 ; 0 £ y < 1 et M= Al ou Y ou un mélange des deux composés; le Lii+xMx(Ga)2-x(P04)3 avec M = Al, Y ou un mélange des deux composés et 0 < x < 0,8 ; le Li1+xAlxTi2- X(P04)3 avec 0 < x < 1 appelés « LATP » ; ou le Lii+xAlxGe2-x(P04)3 avec 0 < x < 1 appelés « LAGP » ; ou le Lii+x+zMx(Gei-yTiy)2-xSizP3-zOi2 avec 0<x<0,8 et 0<y<1 ,0 et 0<z<0,6 et M= Al, Ga ou Y ou un mélange de deux ou trois de ces composés ; le Li3+y(Sc2-xMx)QyP3-yOi2 avec M = Al et/ou Y et Q = Si et/ou Se, 0 < x < 0,8 et 0 < y < 1 ; ou le Ui+x+yMxSc2-xQyP3-yOi2 avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et Q = Si et/ou Se, 0 < x < 0,8 et 0 < y < 1 ; ou le Ui+x+y+zMx(Gai-yScy)2-xQzP3-zOi2 avec 0 < x < 0,8 , 0 < y < 1 , 0 < z < 0,6 avec M = Al ou Y ou un mélange des deux composés et Q= Si et/ou Se ; ou le Li1+xZr2 cBc(R04)3 avec 0 < x < 0,25 ; ou le Lii+xZr2-xCax(P04)3 avec 0 < x < 0,25 ; ou UI +XM3 XM2-XP30I 2 avec 0 < x < 1 et M3= Cr, V, Ca, B, Mg, Bi et/ou Mo, M = Sc, Sn, Zr, Hf, Se ou Si, ou un mélange de ces composés ; lithiated phosphates, preferably chosen from: lithiated phosphates of NaSICON type, Li 3 PO 4 ; LiPO 3 ; Li 3 AI 0.4 Sci, 6 (PO 4 ) 3 called "LASP"; the Lii, 2 Zn, Ca 9 0, i (P0 4) 3; LiZr 2 (PO 4 ) 3; Li 1 + 3x Zr 2 (Pi- x Si x O 4 ) 3 with 1.8 <x <2.3; Li 1 + 6x Zr 2 (Pi- x B x O 4 ) 3 with 0 <x <0.25; Li3 (Sc 2-x M x ) (PO 4 ) 3 with M = Al or Y and O <x <1; U I + X M X (SC) 2 -X (PO 4 ) 3 with M = Al, Y, Ga or a mixture of the three compounds and 0 <x <0.8; U 1 + x M x (Ga 1-y S y) 2-x (PO 4 ) 3 with 0 <x 0.8; 0 £ y <1 and M = Al or Y or a mixture of the two compounds; Li 1 + x M x (Ga) 2-x (PO 4 ) 3 with M = Al, Y or a mixture of the two compounds and 0 <x <0.8; the Li 1 + x Al x Ti2- X (P0 4) 3 with 0 <x <1 called "PAL"; or Lii + x AlxGe 2 -x (P0 4 ) 3 with 0 <x <1 called "LAGP"; or Lii + x + z Mx (Gei-yTi y ) 2-xSizP3-zOi2 with 0 <x <0.8 and 0 <y <1, 0 and 0 <z <0.6 and M = Al, Ga or Y or a mixture of two or three of these compounds; Li 3 + y (Sc 2- x M x ) QyP 3-y O 12 with M = Al and / or Y and Q = Si and / or Se, 0 <x <0.8 and 0 <y <1; or Ui + x + y M x Sc2- x Q y P3- y O12 with M = Al, Y, Ga or a mixture of the three compounds and Q = Si and / or Se, 0 <x <0.8 and 0 <y <1; or the Ui + x + y + z Mx (Gai-yScy) 2 -xQzP3-zOi 2 with 0 <x <0.8, 0 <y <1, 0 <z <0.6 with M = Al or Y or a mixture of the two compounds and Q = Si and / or Se; or Li 1 + x Zr 2 c B c (R0 4 ) 3 with 0 <x <0.25; or Li 1 + x Zr 2 -xCa x (PO 4 ) 3 with 0 <x <0.25; or U I + X M 3 X M2- X P30 I 2 with 0 <x <1 and M 3 = Cr, V, Ca, B, Mg, Bi and / or Mo, M = Sc, Sn, Zr, Hf, Se or Si, or a mixture of these compounds; les borates lithiés, de préférence choisi parmi : le Li3(Sc2-xMx)(B03)3 avec M=AI ou Y et 0 < x < 1 ; le Lii+xMx(Sc)2-x(B03)3 avec M = Al, Y, Ga ou un mélange des trois composés et 0 < x < 0,8 ; le Lii+xMx(Gai-yScy)2-x(B03)3 avec 0 < x < 0,8 , 0 < y < 1 et M= Al ou Y ; le Lii+xMx(Ga)2-x(B03)3 avec M = Al, Y ou un mélange des deux composés et 0 < x < 0,8 ; le ϋ3B03, le U3BO3-U2SO4, le LhBOs-L^SiO^ le Li3B03-Li2Si04-Li2S04 ! the lithiated borates, preferably chosen from: Li 3 (Sc 2-xMx) (B0 3) 3 with M = Al or Y and O <x <1; Li 1 + x M x (Sc) 2 x (B0 3) 3 with M = Al, Y, Ga or a mixture of three compounds and 0 <x <0.8; the Lii + x Mx (vering y Sc y) 2-x (B03) 3 with 0 <x <0.8, 0 <y <1 and M = Al or Y; Li 1 + x M x (Ga) 2 x (B0 3) 3 with M = Al, Y or a mixture of the two compounds and 0 <x <0.8; the ϋ 3 B0 3, the U3BO3-U2SO4 the LhBOs-L ^ SiO Li 3-B03-Li2Si04 Li2S04! les oxynitrures, de préférence choisis parmi ϋ3R04-cN2c/3, Li4Si04-xN2x/3, Li4Ge04-xN2x/3 avec 0 < x < 4 ou u3B03-cN2c/3 avec 0 < x < 3 ; oxynitrides, preferably selected from R04-ϋ 3 cN 2c / 3, Li 4 Si04- N2X x / 3, Li 4 Ge04- N2X x / 3 with 0 <x <4 u or c 3 B03- N 2c / 3 with 0 <x <3; les composés lithiés à base d’oxynitrure de lithium et de phosphore, appelés « LiPON », sous forme de LixPOyNz avec x ~2,8 et 2y+3z ~7,8 et 0,16 < z < 0,4, et en particulier le Li2,9P03,3No,46, mais également les composés LiwPOxNySz avec 2x+3y+2z = 5 = w ou les composés LiwPOxNySz avec 3,2 < x < 3,8, 0,13 < y < 0,4, 0 < z < 0,2 , 2,9 < w < 3,3 ou les composés sous forme de LitPxAlyOuNvSw avec 5x+3y=5, 2u+3v+2w=5+t, 2,9<t<3,3, 0,84<x<0,94,lithiated compounds based on lithium oxynitride and phosphorus, called "LiPON", in the form of Li x PO y N z with x ~ 2.8 and 2y + 3z ~ 7.8 and 0.16 <z <0 , 4, and in particular Li 2.9 P0 3.3 No , 46 , but also the compounds Li w PO x N y S z with 2x + 3y + 2z = 5 = w or the compounds Li w PO x N y S z with 3.2 <x <3.8, 0.13 <y <0.4, 0 <z <0.2, 2.9 <w <3.3 or compounds in the form of Li t PxAl y OrNvSw with 5x + 3y = 5, 2u + 3v + 2w = 5 + t, 2.9 <t <3.3, 0.84 <x <0.94, 0,094<y<0,26, 3,2<u<3,8, 0,13<v<0,46, 0<w<0,2 ; 0.094 <y <0.26, 3.2 <u <3.8, 0.13 <v <0.46, 0 <w <0.2; les matériaux à base d'oxynitrures de lithium de phosphore ou de bore, appelés respectivement « LiPON » et « LIBON », pouvant également contenir du silicium, du soufre, du zirconium, de l'aluminium, ou une combinaison d'aluminium, bore, soufre et/ou silicium, et du bore pour les matériaux à base d'oxynitrures de lithium de phosphore ; materials based on phosphorus or boron lithium oxynitrides, known as "LiPON" and "LIBON", respectively, which may also contain silicon, sulfur, zirconium, aluminum, or a combination of aluminum, boron , sulfur and / or silicon, and boron for phosphorus lithium oxynitride materials; les composé lithiés à base d’oxynitrure de lithium, de phosphore et de silicium appelés « LiSiPON », et en particulier le Li1 9Si0 28P1 0O1 1 N1 0 ; the lithiated compounds based on lithium oxynitride, phosphorus and silicon called "LiSiPON", and in particular Li1 9Si0 28P1OO1 1 N1 0; les oxynitrures de lithium de types LiBON, LiBSO, LiSiPON, LiSON, thio- LiSiCON, LiPONB (ou B, P et S représentent respectivement le bore, le phosphore et le soufre); lithium oxynitrides of LiBON, LiBSO, LiSiPON, LiSON, thio-LiSiCON, LiPONB (or B, P and S respectively represent boron, phosphorus and sulfur); les oxynitrures de lithium de type LiBSO tels que (1 -x)LiB02 - xLi2S04 avec 0,4lithium oxynitrides type LiBSO such as (1 -x) LiB0 2 - xLi 2 S0 4 with 0.4 < x < 0,8 ; <x <0.8; les oxydes lithiés, de préférence choisis parmi le U7La3Zr20i2 ou le Li5+xLa3(Zrx,A2-x)Oi2 avec A=Sc, Y, Al, Ga et 1 ,4 < x < 2 ou le Lio,35Lao,55Ti03 ou le Li3xLa2/3-xTi03 avec 0 < x < 0,16 (LLTO); the lithiated oxides, preferably chosen from U 7 La 3 Zr 2 O 12 or Li 5 + x La 3 (Zr x , A2-x) O 12 with A = Sc, Y, Al, Ga and 1.4 <x <2 or Lio, 35Lao, 55Ti0 3 or Li 3x La2 / 3- x TiO3 with 0 <x <0.16 (LLTO); les silicates, de préférence choisis parmi Li2Si205, Li2Si03, Li2Si206, LiAISi04, U4S1O4, Li AIS12O6 ; the silicates, preferably chosen from Li 2 Si 2 O 5, Li 2 SiO 3 , Li 2 Si 2 O 6, LiAISiO 4 , U 4 SiO 4 , LiAlSiO; les électrolytes solides de type anti-perovskite choisis parmi : Li3OA avec A un halogénure ou un mélange d’halogénures, de préférence au moins un des éléments choisi parmi F, Cl, Br, I ou un mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments ; U(3-X)MX/20A avec 0 < x < 3, M un métal divalent, de préférence au moins un des éléments choisi parmi Mg, Ca, Ba, Sr ou un mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments, A un halogénure ou un mélange d’halogénures, de préférence au moins un des éléments choisi parmi F, Cl, Br, I ou un mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments ; ϋ(3-c)M3c/30A avec 0 < x < 3, M3 un métal trivalent, A un halogénure ou un mélange d’halogénures, de préférence au moins un des éléments choisi parmi F, mélange de deux ou trois ou quatre de ces éléments ; ou LiCOX et Y des halogénures comme mentionnés ci-dessus en relation av < 1 , o les composés Lao,5i I— io,34TÏ2,94, LÎ3 4Vo,4Geo,604, Ü20-Nb20 4 ! o les formulations à base de U2CO3, B203, Li20, AI(P03 i2S, Li3N, Lii4Zn(Ge04)4, LÎ3 6Geo,6Vo,404, LiTÎ2(P04)3, , ,25Po,25S4, ϋi,3AIo,3TIi,7(R04)3, ϋi+cAIcM2-c(R04)3 (où M = Ge, Ti, et/ou Hf, et où 0 < x < 1 ), Lii+x+yAlxTi2-xSiyP3-yOi2 (où 0<x<1 et 0<y<1 ). the solid electrolytes of anti-perovskite type chosen from: Li 3 OA with a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four of these elements; U (3-X) M X / 20A with 0 <x <3, M a divalent metal, preferably at least one of Mg, Ca, Ba, Sr or a mixture of two or three or four of these elements, a halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, Cl, Br, I or a mixture of two or three or four of these elements; ϋ (3 -c) c M 3 / 30A with 0 <x <3, M 3 a trivalent metal, A halide or a mixture of halides, preferably at least one of F, a mixture of two or three or four of these elements; or LICOX and Y halides as mentioned above in relation av <1, where the compounds Lao, 5i I- io, Ti2 34, 94, Li 3 Vo 4, 4Geo 6 04 U20 NB20-4! the formulations based on U 2 CO 3, B 2 O 3 , Li 2 O, Al (PO 3 2 S, Li 3 N, Li 4 Zn (GeO 4) 4, Li 3 6 Geo, 6 Vo, 404, LiTi 2 (PO 4 ) 3 , ,, 25 '', 25S4, ϋi, 3 IOA, 3 TIi, 7 (R 0 4) 3, ϋi + c AIcM2-c (R 0 4) 3 (where M = Ge, Ti and / or Hf, and where 0 <x <1), Li 1 + x + y Al x Ti 2- x SiyP 3- y O 12 (where 0 <x <1 and 0 <y <1). 7. Electrolyte en couche mince (13, 23) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits pores sont imprégnés par une phase porteuse d’ions de lithium, telle qu’un solvant organique ou un mélange de solvants dans lequel est dissout au moins un sel de lithium, et/ou un polymère contenant au moins un sel de lithium, et/ou un liquide ionique ou un mélange de liquides ioniques, possiblement dilué(s) avec un solvant approprié, contenant au moins un sel de lithium. Thin film electrolyte (13, 23) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said pores are impregnated with a phase carrying lithium ions, such as an organic solvent or a mixture of solvents in which at least one lithium salt is dissolved, and / or a polymer containing at least one lithium salt, and / or an ionic liquid or a mixture of ionic liquids, possibly diluted with a suitable solvent, containing at least one less a lithium salt. 8. Electrolyte en couche mince (13, 23) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lesdits pores sont imprégnés par une phase porteuse d’ions de lithium comprenant au moins 50% massique d’au moins un liquide ionique. Thin film electrolyte (13, 23) according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the said pores are impregnated with a phase carrying lithium ions comprising at least 50% by weight of at least one ionic liquid. 9. Procédé de fabrication d’un électrolyte en couche mince (13, 23) déposée sur une électrode (12, 22), ladite couche étant de préférence exempte de liant organique et présentant de préférence une porosité, de préférence mésoporeuse, supérieure à 30% en volume, et encore plus préférentiellement comprise entre 30 % et 50% en volume, et ladite couche présentant des pores de diamètre moyen D5o inférieur à 100 nm, de préférence inférieur à 80 nm et préférentiellement inférieur à 50 nm, ledit procédé étant caractérisé en ce que : 9. A method of manufacturing a thin-film electrolyte (13, 23) deposited on an electrode (12, 22), said layer preferably being free from organic binder and preferably having a porosity, preferably mesoporous, greater than 30. % by volume, and even more preferably between 30% and 50% by volume, and said layer having pores of average diameter D 5 o less than 100 nm, preferably less than 80 nm and preferably less than 50 nm, said method characterized in that: (a) on approvisionne une suspension colloïdale comprenant des agrégats ou des agglomérats de nanoparticules d’au moins un matériau inorganique, lesdits agrégats ou agglomérats présentant un diamètre moyen compris entre 80 nm et 300 nm (de préférence entre 100 nm à 200 nm),  (a) supplying a colloidal suspension comprising aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material, said aggregates or agglomerates having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm (preferably between 100 nm and 200 nm), (b) on approvisionne une électrode (12, 22),  (b) supplying an electrode (12, 22), (c) on dépose sur ladite électrode une couche inorganique poreuse par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating, à partir d’une suspension de particules de matériau inorganique obtenue à l’étape (a) ; (c) depositing on said electrode a porous inorganic layer by electrophoresis, by the ink jet printing process, by scraping, by roll coating, curtain coating or dip-coating, from a suspension of particles of inorganic material obtained in step (a); (d) on sèche ladite couche inorganique poreuse, de préférence sous un flux d’air pour obtenir une couche inorganique poreuse ;  (d) drying said porous inorganic layer, preferably under a stream of air to obtain a porous inorganic layer; (e) on traite ladite couche inorganique poreuse par compression mécanique et/ou traitement thermique,  (e) treating said porous inorganic layer by mechanical compression and / or heat treatment, (f) on imprègne ladite couche inorganique poreuse obtenue à l’étape (e) par une phase porteuse d’ions de lithium.  (f) impregnating said porous inorganic layer obtained in step (e) with a phase carrying lithium ions. 10. Procédé de fabrication d’un électrolyte en couche mince (13, 23) déposée sur une électrode, ladite couche étant de préférence exempte de liant organique et présentant de préférence une porosité, de préférence mésoporeuse, supérieure à 30% en volume, et encore plus préférentiellement comprise entre 30 % et 50% en volume, et ladite couche présentant des pores de diamètre moyen D50 inférieur à10. A method of manufacturing a thin-film electrolyte (13, 23) deposited on an electrode, said layer preferably being free of organic binder and preferably having a porosity, preferably mesoporous, greater than 30% by volume, and more preferably between 30% and 50% by volume, and said layer having pores with an average diameter D 50 less than 100 nm, , de préférence inférieur à 80 nm, préférentiellement compris inférieur à 50 nm, ledit procédé étant caractérisé en ce que : 100 nm, preferably less than 80 nm, preferably less than 50 nm, said method being characterized in that: (a1 ) on approvisionne une suspension colloïdale comportant des nanoparticules d’au moins un matériau inorganique P de diamètre primaire moyen D5o inférieur ou égal à 50 nm ; (a1) supplying a colloidal suspension comprising nanoparticles of at least one inorganic material P of average primary diameter D 5 o less than or equal to 50 nm; (a2) on déstabilise les nanoparticules présentes dans la dite suspension colloïdale de manière à former des agrégats ou des agglomérats de particules de diamètre moyen compris entre 80 nm et 300 nm, de préférence entre 100 nm et 200 nm, ladite déstabilisation se faisant de préférence par ajout d’un agent déstabilisant tel qu’un sel, de préférence du LiOH ;  (a2) the nanoparticles present in said colloidal suspension are destabilized so as to form aggregates or agglomerates of particles having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm, preferably between 100 nm and 200 nm, said destabilization preferably being carried out by adding a destabilizing agent such as a salt, preferably LiOH; (b) on approvisionne une électrode;  (b) supplying an electrode; (c) on dépose sur ladite électrode une couche inorganique poreuse par électrophorèse, par le procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating, à partir de ladite suspension colloïdale comprenant les agrégats ou les agglomérats de particules d’au moins un matériau inorganique obtenus à l’étape (a2) ;  (c) depositing on said electrode a porous inorganic layer by electrophoresis, by the process of ink jet printing, scraping, roll coating, curtain coating or dip-coating, from said suspension colloidal composition comprising aggregates or agglomerates of particles of at least one inorganic material obtained in step (a2); (d) on sèche la couche inorganique poreuse, de préférence sous un flux d’air pour obtenir une couche inorganique poreuse; (e) on traite ladite couche inorganique poreuse par compression mécanique et/ou traitement thermique, (d) drying the porous inorganic layer, preferably under a stream of air to obtain a porous inorganic layer; (e) treating said porous inorganic layer by mechanical compression and / or heat treatment, (f) on imprègne ladite couche inorganique poreuse obtenue à l’étape (e) par une phase porteuse d’ions de lithium.  (f) impregnating said porous inorganic layer obtained in step (e) with a phase carrying lithium ions. 1 1. Procédé selon les revendications 9 ou 10, dans lequel la couche inorganique poreuse obtenue à l’étape (c) a une épaisseur inférieure à 10 pm, de préférence inférieure à 8 pm, et encore plus préférentiellement comprise entre 1 pm et 6 pm. The process according to claim 9 or 10, wherein the porous inorganic layer obtained in step (c) has a thickness of less than 10 μm, preferably less than 8 μm, and even more preferably between 1 μm and 6 μm. pm. 12. Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 1 1 , dans lequel la couche inorganique poreuse obtenue à l’étape (d) a une épaisseur inférieure à 10 pm, de préférence comprise entre 3 pm et 6 pm, et préférentiellement comprise entre 2,5 pm et 4,5 pm. 12. Process according to any one of claims 9 to 11, in which the porous inorganic layer obtained in step (d) has a thickness of less than 10 μm, preferably of between 3 μm and 6 μm, and preferentially comprised between between 2.5 pm and 4.5 pm. 13. Procédé selon l’une quelconques des revendications 9 à 12, dans lequel le diamètre primaire desdites nanoparticules est compris entre 10 nm et 50 nm, de préférence entre 10 nm et 30 nm. 13. The method according to any one of claims 9 to 12, wherein the primary diameter of said nanoparticles is between 10 nm and 50 nm, preferably between 10 nm and 30 nm. 14. Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel le diamètre moyen des pores est compris entre 2 nm et 50 nm, de préférence compris entre 6 nm et 30 nm et encore plus préférentiellement entre 8 nm et 20 nm. 14. A method according to any one of claims 9 to 13, wherein the average pore diameter is between 2 nm and 50 nm, preferably between 6 nm and 30 nm and even more preferably between 8 nm and 20 nm. 15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel l’électrode est une électrode dense ou une électrode poreuse, de préférence une électrode mésoporeuse. The method of any one of claims 9 to 14, wherein the electrode is a dense electrode or a porous electrode, preferably a mesoporous electrode. 16. Utilisation d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 15 pour la fabrication d’électrolytes en couche mince, dans des dispositifs électroniques, électriques ou électrotechniques, et de préférence dans des dispositifs sélectionnés dans le groupe formé par : les batteries, les condensateurs, les supercondensateurs, les capacités, les résistances, les inductances, les transistors. 16. Use of a method according to any one of claims 9 to 15 for the manufacture of electrolytes in thin film, in electronic, electrical or electrotechnical devices, and preferably in devices selected from the group consisting of: batteries, capacitors, supercapacitors, capacitors, resistors, inductors, transistors. 17. Procédé de fabrication d’une batterie en couches minces, mettant en oeuvre le procédé selon l’une des revendications 9 à 15 et comprenant les étapes de : 17. A method of manufacturing a thin-film battery, implementing the method according to one of claims 9 to 15 and comprising the steps of: -1 - approvisionnement d’au moins deux substrats conducteurs (1 1 , 21 ), préalablement recouvert d’une couche d’un matériau pouvant servir comme anode et respectivement comme cathode (« couche d’anode » respectivement « couche de cathode »), Supplying at least two conductive substrates (1 1, 21), previously covered with a layer of a material that can be used as anode and respectively as cathode ("anode layer" respectively "cathode layer"), -2- approvisionnement d’une suspension colloïdale comprenant des agrégats ou des agglomérats de nanoparticules d’au moins un matériau inorganique, lesdits agrégats ou lesdits agglomérats présentant un diamètre moyen compris entre 80 nm et 300 nm (de préférence entre 100 nm à 200 nm),  Supplying a colloidal suspension comprising aggregates or agglomerates of nanoparticles of at least one inorganic material, said aggregates or said agglomerates having a mean diameter of between 80 nm and 300 nm (preferably between 100 nm and 200 nm) ) -3- Déposition d’une couche inorganique poreuse par électrophorèse, par procédé d’impression par jet d’encre, par raclage, par enduction au rouleau, par enduction au rideau ou par dip-coating, à partir d’une suspension de particules agrégées de matériau inorganique obtenue à l’étape -2- sur la couche de cathode, respectivement d’anode obtenue à l’étape -1 -,  Deposition of a Porous Inorganic Layer by Electrophoresis, Ink-jet Printing, Scraping, Roll Coating, Curtain Coating or Dip Coating from a Particle Suspension aggregates of inorganic material obtained in step -2- on the cathode layer, respectively anode obtained in step -1 -, -4- Séchage de la couche ainsi obtenue à l’étape -3-, de préférence sous un flux d’air,  Drying of the layer thus obtained in step -3-, preferably under a stream of air, -5- Empilement des couches de cathode et d’anode, de préférence décalé latéralement,  -5- Stacking cathode and anode layers, preferably laterally shifted, -6- Traitement de l’empilement des couches d’anode et de cathode obtenues à l’étape -5- par compression mécanique et/ou traitement thermique de manière à juxtaposer et assembler les couches inorganiques poreuses présentes sur les couches d’anode et de cathode,  Processing the stack of the anode and cathode layers obtained in step -5 by mechanical compression and / or heat treatment so as to juxtapose and assemble the porous inorganic layers present on the anode layers and cathode, -7- Imprégnation de la structure obtenue à l’étape -6- par une phase porteuse d’ions de lithium, de préférence par une phase porteuse d’ions de lithium comprenant au moins 50% massique d’au moins un liquide ionique conduisant à l’obtention d’un empilement assemblé, de préférence d’une batterie.  Impregnation of the structure obtained in step -6- by a phase carrying lithium ions, preferably by a phase carrying lithium ions comprising at least 50% by weight of at least one ionic liquid leading to obtaining an assembled stack, preferably a battery. 18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la cathode est une électrode dense ou une électrode dense revêtue par ALD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique, ou une électrode poreuse, ou une électrode poreuse revêtue par ALD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique, ou, de préférence, une électrode mésoporeuse, ou une électrode mésoporeuse revêtue par ALD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique, et/ou dans lequel l’anode est une électrode dense, ou une électrode dense revêtue par ALD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique, ou une électrode poreuse, ou une électrode poreuse revêtue par ALD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique, ou, de préférence, une électrode mésoporeuse, ou une électrode mésoporeuse revêtue par ALD d’une couche isolante électroniquement, de préférence d’une couche isolante électroniquement et conductrice ionique. 18. The method of claim 17, wherein the cathode is a dense electrode or a dense electrode coated with ALD an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating layer and ionic conductive, or a porous electrode, or an electrode porous material coated with ALD with an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer, or, preferably, a mesoporous electrode, or a mesoporous electrode coated with ALD with an electronically insulating layer, preferably with an electronically insulating and ionic conductive layer, and / or wherein the anode is a dense electrode, or a ALD-coated dense electrode of an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating and ionically conductive layer, or a porous electrode, or an ALD-coated porous electrode of an electronically insulating layer, preferably an insulating layer electronically and ionically conductive, or preferably a mesoporous electrode, or a mesoporous electrode coated with ALD an electronically insulating layer, preferably an electronically insulating layer and ionic conductive. 19. Procédé selon l’une quelconque des revendications 17 à 18, dans lequel après l’étape -7- : The method of any one of claims 17 to 18, wherein after step -7-: - on dépose successivement, de manière alternée, sur la batterie : - is deposited successively, alternately, on the battery: ■ au moins une première couche de parylène et/ou polyimide sur ladite batterie,  At least a first layer of parylene and / or polyimide on said battery, au moins une deuxième couche composée d’une matière électriquement isolante par ALD (Atomic Layer Déposition) sur ladite première couche de parylène et/ou polyimide, at least a second layer composed of an electrically insulating material by ALD (Atomic Layer Deposition) on said first layer of parylene and / or polyimide, ■ et sur la succession alternée d’au moins une première et d’au moins une deuxième couche est déposée une couche permettant de protéger la batterie contre l’endommagement mécanique de la batterie, de préférence en silicone, en résine époxy ou en parylène, ou en polyimide formant ainsi, un système d’encapsulation de la batterie,  And on the alternating succession of at least a first and at least a second layer is deposited a layer for protecting the battery against mechanical damage to the battery, preferably silicone, epoxy resin or parylene, or polyimide forming, a system encapsulation of the battery, - on découpe selon deux plans de coupe, la batterie ainsi encapsulée pour mettre à nue sur chacun des plans de coupes des connexions anodiques et cathodiques de la batterie, de sorte que le système d’encapsulation revêt quatre des six faces de ladite batterie, de préférence de manière continue, the battery thus encapsulated is cut out according to two cutting planes so as to expose each of the cutting planes of the anode and cathode connections of the battery, so that the encapsulation system covers four of the six faces of said battery, preferably continuously, on dépose successivement, sur et autour, de ces connexions anodiques et cathodiques :  we deposit successively, on and around, these anodic and cathodic connections: optionnellement, une première couche électroniquement conductrice, de préférence métallique, de préférence déposée par ALD, optionally, a first electronically conducting layer, preferably made of metal, preferably deposited by ALD, une seconde couche à base de résine époxy chargée à l’argent, déposée sur la première couche électroniquement conductrice, et one second epoxy resin layer filled with silver, deposited on the first electronically conducting layer, and une troisième couche à base de nickel, déposée sur la deuxième couche, et a third nickel-based layer deposited on the second layer, and une quatrième couche à base d’étain ou de cuivre, déposée sur la troisième couche. a fourth layer based on tin or copper, deposited on the third layer. 20. Procédé selon la revendication 17, dans lequel après l’étape -6- : The method of claim 17, wherein after step -6-: - on dépose successivement, de manière alternée, sur l’empilement assemblé, un système d’encapsulation (30) formé par une succession de couches, à savoir une séquence, de préférence de z séquences, comprenant : alternatingly, on the assembled stack, an encapsulation system (30) formed by a succession of layers, namely a sequence, preferably of z sequences, is successively deposited, comprising: une première couche de recouvrement, de préférence choisi parmi le parylène, le parylène de type F, le polyimide, les résines epoxy, le silicone, le polyamide et/ou un mélange de ceux-ci, déposée sur l’empilement assemblé, a first cover layer, preferably selected from parylene, parylene F type, polyimide, epoxy, silicone, polyamide and / or a mixture thereof, deposited on the assembled stack, une deuxième couche de recouvrement composée d’une matière électriquement isolante, déposée par dépôt de couches atomiques sur ladite première couche de recouvrement, a second covering layer composed of an electrically insulating material deposited by atomic layer deposition on said first cladding layer, cette séquence pouvant être répétée z fois avec z > 1 , this sequence possibly being repeated once z with z> 1, - on dépose une dernière couche de recouvrement sur cette succession de couches d’un matériau choisi parmi la résine époxy, le polyéthylène naphtalate (PEN), le polyimide, le polyamide, le polyuréthane, le silicone, la silice sol-gel ou la silice organique, a final covering layer is deposited on this succession of layers of a material chosen from epoxy resin, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyamide, polyurethane, silicone, sol-gel silica or silica; organic, - on découpe selon deux plans de coupe, l’empilement assemblé ainsi encapsulé pour mettre à nue sur chacun des plans de coupes des connexions anodiques et cathodiques de l’empilement assemblé, de sorte que le système d’encapsulation revêt quatre des six faces dudit empilement assemblé, de préférence de manière continue, de manière à obtenir une batterie élémentaire, et après l’étape (7), - on dépose successivement, sur et autour, de ces connexions anodiques et cathodiques (50) : the assembled stack thus encapsulated is cut off according to two cutting planes so as to expose each of the cutting planes of the anode and cathode connections of the assembled stack, so that the encapsulation system covers four of the six faces of said stack assembled, preferably in a continuous manner, so as to obtain an elementary battery, and after step (7), - we deposit successively, on and around, these anode and cathode connections (50): une première couche d’un matériau chargé en graphite, de préférence en résine époxy chargée de graphite, ■ une deuxième couche comprenant du cuivre métallique obtenue à partir d’une encre chargée en nanoparticules de cuivre déposée sur la première couche, a first layer of a material loaded with graphite, preferably epoxy resin loaded graphite, ■ a second layer comprising copper metal obtained from an ink loaded with copper nanoparticles deposited on the first layer, on traite thermiquement les couches obtenues, de préférence par lampe flash infra-rouge, de manière à obtenir un recouvrement des connexions cathodique et anodique (50) par une couche de cuivre métallique,  the layers obtained are thermally treated, preferably by infrared flash lamp, so as to obtain a covering of the cathodic and anodic connections (50) by a layer of metallic copper, - éventuellement, on dépose successivement, sur et autour, de ce premier empilement des terminaisons, un deuxième empilement comprenant :  optionally, this first stack of terminations is successively deposited on and around, a second stack comprising: une première couche d’un alliage étain-zinc déposé, de préférence par trempage dans un bain d’étain-zinc en fusion, afin d’assurer l’étanchéité de la batterie à moindre coût, et a first layer of a tin-zinc alloy deposited, preferably by immersion in a tin-zinc molten bath to ensure the sealing of the battery at a lower cost, and une deuxième couche à base d’étain pur déposée par électrodéposition ou une deuxième couche comprenant un alliage à base d’argent, de palladium et de cuivre déposée sur cette première couche du deuxième empilement. a second layer of pure tin based deposited by electrodeposition or a second layer comprising a silver-based alloy, palladium, and copper deposited on this first layer of the second stack. 21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel les connexions anodiques et cathodiques se trouvent sur les côtés opposés de l’empilement. The method of claim 20, wherein the anode and cathode connections are on opposite sides of the stack. 22. Dispositif électrochimique comprenant au moins une couche mince d’électrolyte selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, de préférence une batterie à ions de lithium ou un supercondensateur. 22. An electrochemical device comprising at least one electrolyte thin film according to any one of claims 1 to 7, preferably a lithium ion battery or a supercapacitor.
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