Le maintien du contact solide/solide aux interfaces électrode/électrolyte pendant le cyclage n’est pas trivial et constitue le principal défi pour la mise en oeuvre de la technologie des batteries à l’état solide (SSB) au lithium. Les propriétés d’adhésion des composants de la batterie pourraient être la pièce manquante que la communauté a négligée. Cependant, l’aspect de l’adhésion n’a pas été abordé auparavant parce que nous en savons très peu à ce sujet, principalement en raison de l’approche limitée pour la mesurer entre les matériaux de la batterie à l’échelle nanométrique. Le projet EFADBAT vise à combler cette lacune scientifique en développant une approche basée sur le microscope à force atomique avec une zone de contact électrode/électrolyte et une géométrie contrôlée. Cette approche permet d’accéder au travail d’adhésion normalisé (J/m2) et à la force d’adhésion (N/m2) entre la cathode sélectionnée (déposée par une technique de film mince sur la sonde AFM) et l’électrolyte solide (déposé sur un substrat). L’effet de l’adhérence sur les performances de la batterie sera étudié plus en détail par des SSB à couche mince constitués de la même cathode et du même électrolyte et déposés sur une plaquette de silicium planaire. La réussite de ce projet nous permettra d’accéder aux propriétés d’adhésion des matériaux de la batterie, de corréler leur effet aux performances de la batterie et d’apporter de nouvelles perspectives à la conception des matériaux pour les SSB.

Maintaining the solid/solid contact at the electrode/electrolyte interfaces during cycling is non-trivial and the main challenge for enabling the Lithium based solid-state battery (SSB) technology. The adhesion properties of the battery components might be the missing piece that the community overlooked. However, the adhesion aspect has not been addressed before because we know very little about it, primarily due to limited approach to measure it between the battery materials at the nanoscale. The EFADBAT project aim to close this scientific gap by developing an atomic force microscope-based approach with controlled electrode/electrolyte contact area and geometry. This approach allows accessing the normalized adhesion work (J/m2) and adhesion force (N/m2) between the selected cathode (deposited by thin film technique on the AFM probe) and solid electrolyte (deposited on a substrate) materials. The effect of the adhesion on battery performance will be further investigated by thin film SSBs made of the same cathode and electrolyte and deposited on planar silicon wafer. Success of the project will allow us to access the adhesion properties of the battery materials, correlate their effect to battery performance, and bring new insights to the materials design for SSBs.