Synthèse et protection d'anode de lithium ou d'alliage comprenant du lithium pour utilisation en système « tout solide »

L'utilisation de lithium métal à l'électrode négative permettrait d'augmenter considérablement la densité d'énergie des batteries actuelles. Cependant, aujourd'hui, ce matériau conduit rapidement à des courts-circuits au cours des cycles de charge/décharge, que ce soit avec un électrolyte liquide ou avec un électrolyte solide. En effet, le lithium est très réactif, il peut se déposer en surface des électrodes sous forme de mousse ou de dendrites et crée une interface instable avec l'électrolyte. Le but de la thèse est d'étudier deux solutions envisagées pour répondre à ce problème : l'utilisation d'alliages de lithium et la protection du lithium par un revêtement. Plusieurs voies de synthèse et de fabrication seront explorées. Ces matériaux seront testés électrochimiquement dans des cellules tout-solide à électrolyte « polymère » et des cellules à électrolyte « sulfure », afin d'évaluer la performance de telles anodes vis-à-vis de chacune de ces familles de matériaux. Les phénomènes mis en jeu, notamment aux interfaces, seront étudiés finement en s'appuyant sur des caractérisations avancées (en particulier la résonance magnétique nucléaire, la spectrométrie photoélectronique X, la spectrométrie de masse des ions secondaires par temps de vol, ou la diffraction des rayons X).