Thèse soutenue

Micro-supercondensateurs tout solides à électrolyte ionogel

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Auteur / Autrice : Mylène Brachet
Direction : Jean Le BideauThierry Brousse
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie des matériaux
Date : Soutenance en 2015
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans2008-2021)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Jannick Duchet-Rumeau
Examinateurs / Examinatrices : Jean Le Bideau, Thierry Brousse, Jannick Duchet-Rumeau, Saïd Sadki, Frédéric Favier
Rapporteurs / Rapporteuses : Saïd Sadki, Frédéric Favier

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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L’augmentation croissante du nombre d’appareils électroniques portables nécessite de sécuriser et de miniaturiser le stockage de l’énergie. Cela passe par la conception de micro-sources telles que des microsupercondensateurs qui requièrent l’emploi d’électrolytes solides stables chimiquement et en température. Ces dispositifs doivent être capables de subir les procédés d’assemblage effectués en électronique tel que le procédé de refusion. Il comprend une courte montée en température à 250 °C pour le brasage simultané des composants sur une carte. Les électrolytes solides actuels souffrent d’une faible conductivité et les électrolytes liquides (organiques et aqueux) ne peuvent pas supporter des températures de cet ordre. Cette thèse présente l’optimisation de ionogels, ou liquides ioniques confinés, pour une utilisation comme électrolyte solide de microsupercondensateurs à électrodes de silicium nanostructurées. Un ionogel à matrice silicique, synthétisé par voie sol-gel, a été spécifiquement développé pour de tels dispositifs. Des mesures de conductivité et de température de dégradation, ainsi que d’autres caractérisations, ont permis de mieux comprendre son comportement et d’optmiser sa formulation et sa mise en forme. Ceci a autorisé le dépôt du ionogel sur les électrodes en silicium sans endommager les nanostructures. Des dispositifs tout solides ont été assemblés en configuration symétrique. Leurs propriétés ont été comparées à celles obtenues avec le liquide ionique non confiné. Ces microsupercondensateurs peuvent supporter la refusion à 250 °C sans baisse de performance ou de stabilité. Le ionogel a été transposé sur des électrodes carbonées.