Mise en oeuvre, intégration flexible et compréhension du système Li-air pour intégration au sein d'une carte à puce ou d'un wearable

Cette étude porte sur l'intégration d’une pile primaire Lithium-air dans une carte à puce afin d'augmenter la densité énergétique disponible. Le but final est de permettre des fonctions multiples et des niveaux de sécurité plus élevés pour les paiements. La densité énergétique espérée est d'environ 1000 Wh.l-1.Dans ce cadre, nous avons travaillé à partir d’un électrolyte aprotique dissolvant et stockant l’oxygène grâce à un de ces composants : la perfluorodécaline. Par conséquent, le point triple (gaz, liquide, solide) qui est standard dans le Li-air n'existe plus et la réaction à l’électrode positive ne nécessite qu'un point double (liquide/solide). Nous avons identifié des dégradations des composants de la cellule et étudié les mécanismes associés. Cela nous a permis de déterminer une nouvelle formulation de l’électrolyte améliorant les performances de la cellule. De plus, l’électrode qui est le lieu de réduction de l’oxygène a été optimisée au niveau de sa composition et du catalyseur de réaction. Pour cela nous avons réalisé un travail sur le dépôt de ce dernier ainsi que sur la composition du support d’électrode. Grâce à ces travaux le système développé atteint une capacité de 5,2 mAh.cm-2 sous oxygène pur, supérieur à l’objectif fixé en début de thèse.Enfin, dans l’objectif d’inclure un prototype fonctionnel de pile dans une carte, plusieurs matériaux de membranes ont été caractérisés pour leurs compétences de perméation d’oxygène ainsi que de blocage des autres éléments toxiques pour la pile. Par la suite, l’assemblage de chacun des éléments a été réalisé pour obtenir des cellules respirantes.Tout ce travail a permis l’intégration d’une cellule lithium-air à sachet souple fonctionnelle dans une carte à puce. This study focuses on the integration of a primary lithium-air battery in a smart card to increase the available energy density. The ultimate goal is to enable multiple functions and higher levels of security for payments. The expected energy density is approximately 1000 Wh.l-1.In this context, we have worked with an aprotic electrolyte that dissolves and stores oxygen thanks to one of its components: perfluorodecalin. As a result, the triple point (gas, liquid, solid) which is standard in Li-air no longer exists and the reaction at the positive electrode only requires a double point (liquid/solid). We have identified degradations of the cell components and studied the associated mechanisms. This allowed us to determine a new formulation of the