Brevet FR3054727A1 — publié le 20180202

Dispositif électrochimique, tel qu'une microbatterie ou un dispositif électrochrome, et son procédé de réalisation. Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un dispositif électrochimique tout solide, tel qu'une microbatterie tout solide ou un dispositif électrochrome, et à son procédé de réalisation. État de la technique Les microbatteries sont définies comme étant des générateurs électrochimiques tout solide formés par un empilement de couches minces qui comporte au moins deux électrodes (positive et négative) séparées par un électrolyte. Ces microbatteries permettent notamment d'adapter les sources d'énergie aux nouvelles applications nomades qui sont proposées régulièrement et qui intègrent des microcircuits électroniques. Les batteries sont de plus en plus performantes et de plus en plus petites. Pour atteindre de tels résultats, les batteries utilisent des matériaux capables de stocker des atomes d'un élément par exemple un ion métallique de type M+, tels que H+, Li+, Na+, K+, sous forme ionique, alliée, ou encore monoatomique. Ces batteries libèrent ensuite ces atomes sous la forme d'ions. Dans le cas des batteries au lithium, différents mécanismes peuvent être mis en jeu, et notamment l'insertion du lithium au sein d'une structure hôte, la formation d'alliage métal-lithium ou encore la formation de composés définis. 3054727 2 Il est reconnu que la formation d'alliages ou de composés définis avec le lithium induit une expansion volumique importante, par exemple une augmentation de volume de l'ordre de 400 % pour la lithiation du silicium. Durant la lithiation, des contraintes importantes sont présentes dans la batterie et plus spécifiquement 5 au niveau de l'électrode. Cette importante expansion volumique peut se traduire par des phénomènes de délamination ou de pulvérisation des électrodes utilisées. Cette dégradation mécanique se traduit inévitablement par une baisse rapide des performances 10 électriques de la batterie. Dans le cas des batteries à électrolyte liquide, afin de remédier en partie à ces problèmes, différentes solutions ont été proposées. 15 La publication de Polat et al. (« Improving Si Anode Performance by Forming Copper Capped Copper-Silicon Thin Film Anodes for Rechargeable Lithium Ion Bateries » Electrochimica Acta 170 (2015) 63-71) propose la réalisation d'une anode formée par un substrat en cuivre recouvert d'une couche de CuSi obtenue par pulvérisation d'atomes de cuivre et de silicium qui vont former une 20 structure uniformément dispersée de siliciure de cuivre. En variante, l'empilement précédent est recouvert par une couche de cuivre pour améliorer les propriétés physiques, mécaniques et les propriétés de surface du film Cu/CuSi. Deux empilements différents sont donc proposés 25 Cu/CuSi et Cu/CuSi/Cu avec une couche de CuSi qui présente une épaisseur légèrement inférieure à 4m. Dans le deuxième mode de réalisation, la couche sommitale de cuivre présente une épaisseur inférieure à 100nm. Ce document propose la réalisation d'un collecteur en cuivre recouvert par une 30 électrode spécifique en CuSi. L'utilisation du CuSi sous la forme Cu3Si permet de supprimer les variations de volume dans les anodes à base de silicium. Cet 3054727 3 enseignement propose un alliage très particulier pour former l'anode ce qui reste particulièrement difficile pour une intégration industrielle. Il apparaît également que la couche de cuivre en contact avec l'électrolyte 5 liquide permet d'accroitre les performances de l'anode en augmentant la conductivité et en présentant un matériau ductile. L'électrolyte étant sous forme liquide, en cas de légère détérioration de l'électrode par exemple à cause d'une expansion volumique ou de craquelures, 10 l'électrolyte liquide est en contact avec l'électrode. En effet, l'électrolyte liquide va s'immiscer dans les interstices de l'électrode et ainsi assurer une continuité de contact entre l'électrolyte et l'électrode. Cependant, lorsqu'une trop importante expansion volumique intervient, des 15 problèmes de continuité électronique peuvent apparaître et notamment à cause des craquelures importantes dans l'électrode. L'utilisation de couches de cuivre supérieure et inférieure permet d'améliorer la continuité électronique en supprimant une partie des contraintes d'expansion volumique de l'électrode. 20 Cependant, il apparaît que les solutions proposées dans l'art antérieur pour un électrolyte liquide ne permettent pas de résoudre complètement les problématiques de dégradation des performances de la batterie et notamment dans le cas des batteries à électrolyte solide car l'électrolyte solide ne peut pas se déformer pour combler les craquelures de l'électrode. 25 Objet de l'invention L'invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et, en 30 particulier, de proposer un dispositif électrochimique possédant un électrolyte 3054727 4 solide ayant une meilleure gestion des contraintes internes et/ou des performances électriques améliorées. On tend à atteindre cet objet par un dispositif électrochimique tel qu'une batterie 5 ou un dispositif électrochrome, comportant un empilement de couches minces solides formées sur un substrat, ledit premier empilement comprenant : - une première électrode et une deuxième électrode séparées par une couche d'électrolyte solide électroniquement isolante et ioniquement conductrice, la couche d'électrolyte assurant le transit d'ions entre les 10 première et deuxième électrodes, - un premier collecteur de courant en contact avec la première électrode, - un deuxième collecteur de courant en contact avec la deuxième électrode, le premier collecteur de courant et le deuxième collecteur de courant étant isolés électroniquement par la couche d'électrolyte, 15 - au moins une première couche de cohésion disposée entre l'une des première et deuxième électrodes et la couche d'électrolyte, la au moins une couche de cohésion étant configurée pour présenter un taux de perméation auxdits ions supérieur à 50% et pour adapter les contraintes entre la couche d'électrolyte et l'une des première et deuxième 20 électrodes. Dans un développement, la première couche de cohésion est disposée entre la couche d'électrolyte et la première électrode et une deuxième couche de cohésion est disposée entre la couche d'électrolyte et la deuxième électrode. 25 Dans un mode de réalisation particulier, la première couche de cohésion et/ou la deuxième couche de cohésion sont des couches continues recouvrant respectivement au moins une face de la première électrode et/ou de la deuxième électrode pour empêcher un contact direct entre la couche 30 d'électrolyte et la première électrode et/ou de la deuxième électrode. 3054727 5 Il est avantageux de prévoir que un dispositif dans lequel la première couche de cohésion et/ou la deuxième couche de cohésion sont des couches continues recouvrant respectivement plusieurs faces de la première électrode et/ou de la deuxième électrode pour empêcher un contact direct entre la couche 5 d'électrolyte et la première électrode et/ou de la deuxième électrode. Dans un mode de réalisation particulier, la première couche de cohésion et/ou la deuxième couche de cohésion sont des couches recouvrant respectivement au moins une face de la première électrode et/ou de la deuxième électrode et 10 définissant des trous autorisant un contact direct entre la couche d'électrolyte et respectivement la première électrode et/ou la deuxième électrode. En alternative, la première couche de cohésion et/ou la deuxième couche de cohésion sont formées par une pluralité de motifs disjoints empêchant un 15 contact direct entre la couche d'électrolyte et respectivement la première électrode et/ou la deuxième électrode. De manière préférentielle, le premier collecteur de courant et/ou le deuxième collecteur de courant sont réalisés à partir d'un matériau choisi parmi Cu, Ni, Ti, 20 Al, Au, Ag, Ta, Ba, Cr, W, Pt. Il est intéressant de prévoir que la première électrode et/ou la deuxième électrode soit réalisée dans un matériau choisi parmi LiCo02, LiFeO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4, LiFePO4, Li4Ti5O12, LiTiOS, LiMxMn2_x avec (1))(0,5 et avec 25 M choisi parmi Ni, Co, Fe et Ti ou un oxyde de formule MxOy avec M un métal ou un sulfure de formule MxSy avec M un métal, ou dans un matériau choisi parmi Bi, Sb, Si, Sn, Zn, Ni, Cd, Ce, Fe, Mg, Ge, Li ou un alliage de ces matériaux. 3054727 6 Dans un mode de réalisation avantageux, la couche d'électrolyte est réalisée dans un matériau comportant des ions choisis parmi le lithium, le sodium et le manganèse. 5 Dans un autre développement, la première couche de cohésion et/ou la deuxième couche de cohésion sont réalisées dans un matériau choisi parmi Pt, Ti, W, Ag, Cu, Ni, Al, Au, Ta, Ba, Cr, un alliage de ces matériaux ou un oxyde de ces matériaux. 10 Il est encore avantageux de prévoir que la première couche de cohésion et/ou la deuxième couche de cohésion soient dépourvues de propriété électrochimique avec la couche d'électrolyte. De manière préférentielle, le taux de perméation auxdits ions est supérieur à 15 90% et préférentiellement supérieur à 98%. Dans un dispositif particulier, l'une de la première électrode et de la deuxième électrode est une électrode en lithium métallique et la au moins première couche de cohésion est disposée entre la couche d'électrolyte et l'autre de la 20 première électrode et de la deuxième électrode. Avantageusement, l'une de la première électrode et de la deuxième électrode est une électrode en alliage de CuSi et dans lequel la au moins première couche de cohésion est disposée entre la couche d'électrolyte et l'autre de la 25 première électrode et de la deuxième électrode Description sommaire des dessins 30 3054727 7 D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples, non limitatifs, et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : 5 - les figures 1, 2 et 3 représentent, de manière schématique, en coupe, trois empilements de couches minces formant des dispositifs électrochimiques tels que des microbatteries ou des dispositifs électrochromes, avec des couches de cohésion continues, - les figures 4 et 5 représentent, de manière schématique, en coupe, deux 10 empilements de couches minces formant des dispositifs électrochimiques tels que des microbatteries ou des dispositifs électrochromes, avec des couches de cohésion continues et discontinues, - les figures 6 et 7 représentent, de manière schématique en vue de dessus, des formes différentes de couche de cohésion, 15 - la figure 8 représente, de manière schématique, en coupe, un empilement de couches minces formant un dispositif électrochimique tel qu'une microbatterie ou un dispositif électrochrome, avec des couches de cohésion continues et discontinues et une électrode discontinue, - les figures 9 et 10 représentent l'évolution de la résistance interne et la perte 20 de capacité en fonction du nombre de cycles de charge/décharge pour une batterie selon l'art antérieur et une batterie selon l'invention. Description d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention 25 Comme illustré aux figures 1, 2 et 3, le dispositif électrochimique comporte un premier empilement 1 de couches minces solides formé sur un substrat 2. Le premier empilement 1 forme un dispositif électrochrome ou une batterie, avantageusement une microbatterie. 30 3054727 8 Une microbatterie est un générateur électrochimique tout solide qui est avantageusement rechargeable. L'épaisseur d'une microbatterie est faible, par exemple entre 30,tm et 20Ogn. La microbatterie occupe une surface comprise entre quelques gri2 et quelques cm2. 5 Le dispositif électrochimique est réalisé sur un substrat 2. Dans un mode de réalisation avantageux, le substrat 2 est électriquement isolant. Le substrat 2 peut être réalisé dans un matériau isolant ou il peut comporter des couches électriquement conductrices recouvertes, en surface, par une couche 10 électriquement isolante. La couche électriquement isolante peut être réalisée par une couche ou par un empilement de plusieurs couches. A titre d'exemple, la couche électriquement isolante est en oxyde de silicium. Le substrat 2 est muni d'une première face et d'une seconde face. 15 L'empilement est déposé sur la première face du substrat 2, c'est-à-dire sur la face électriquement isolante. De manière avantageuse, le substrat 2 et préférentiellement la face électriquement isolante présentent des caractéristiques barrières. De 20 préférence, le substrat et/ou la face électriquement isolante sont une barrière à la diffusion du lithium ou au matériau à insérer/déinsérer dans le dispositif électrochimique. Le dispositif électrochimique comporte une première couche d'électrolyte 3 qui 25 sépare les première et deuxième électrodes de la batterie 4a et 4b. De cette manière, les électrodes 4a/4b sont isolées électriquement au moyen de la première couche d'électrolyte 3. Les première et deuxième électrodes 4a et 4b sont formées par des matériaux électriquement conducteurs. Au moins une des électrodes 4a/4b est formée par un matériau qui présente des propriétés 30 électrochimiques par rapport à la couche d'électrolyte 3, c'est-à-dire qui est électrochimiquement actif pour l'ion à déplacer. Les deux électrodes 4a et 4b 3054727 9 sont séparées par l'électrolyte 3 qui est conducteur ioniquement et isolant électroniquement. La couche d'électrolyte 3 assure le transit des ions entre les électrodes 4a et 4b. 5 Le dispositif électrochimique comporte également des premier et deuxième collecteurs de courant 5a et 5b. Le premier collecteur de courant 5a est connecté électriquement à la première électrode 4a. Le deuxième collecteur de courant 5b est connecté électriquement à la deuxième électrode 4b. Les premier et deuxième collecteurs de courant 5a et 5b sont isolés électriquement 10 entre eux et notamment au moyen de la couche d'électrolyte 3. Les matériaux formant les collecteurs de courant 5a et 5b sont avantageusement différents des matériaux formant les électrodes 4a et 4b. Les matériaux formant les collecteurs de courant 5a et 5b sont électriquement 15 conducteurs et sont avantageusement dépourvus de propriété électrochimique vis-à-vis de la couche d'électrolyte 3. De préférence, les collecteurs de courant sont formés dans des matériaux conduisant le mieux le courant que les électrodes. Les collecteurs de courant sont formés par des matériaux conducteurs électroniques et de préférence exclusivement en matériaux 20 conducteurs électroniques. Les électrodes 4a et 4b sont formées par des matériaux qui participent aux mécanismes électrochimiques de la batterie et par exemple dans les phénomènes d'insertion et de déinsertion des ions, par exemple les ions Li+. 25 En variante de réalisation, les collecteurs de courant 5a et 5b peuvent être formés dans des matériaux d'électrode. Ces matériaux peuvent être identiques ou différents des matériaux utilisés pour former les électrodes 4a et 4b. Selon les modes de réalisation, la première électrode 4a est formée avant ou 30 après l'électrolyte 3 et la deuxième électrode 4b peut être formée après ou avant l'électrolyte. Les figures 1 et 2 représentent deux structures semblables 3054727 10 où les électrodes 4a et 4b sont interverties. Il peut par exemple en être de même pour une structure représentée à la figure 3. La première électrode 4a présente une expansion volumique lors des phases 5 de charge ou de décharge du dispositif électrochimique. En variante, la première électrode 4a et la deuxième électrode 4b présentent une expansion volumique lors des phases de charge ou de décharge du dispositif électrochimique. 10 Les dispositifs électrochimiques tout solide subissent d'importantes contraintes mécaniques durant les étapes successives de charge et de décharge. En effet, la migration des ions d'une électrode à l'autre électrode va provoquer des variations volumiques importantes à l'intérieur du dispositif électrochimique et plus précisément dans la première électrode et/ou dans la deuxième électrode 15 ce qui va induire des contraintes mécaniques fortes dans tout le dispositif. Les inventeurs ont observé que les variations volumiques des électrodes se traduisent par une fracturation de l'interface entre la première électrode 4a et l'électrolyte 3 solide et/ou une fracturation de l'interface entre la deuxième 20 électrode 4b et l'électrolyte 3 solide. Cette fracturation se traduit par une perte de contact partielle ou totale entre l'électrode 4a/4b et l'électrolyte 3 ce qui va provoquer une augmentation importante de la résistance interne du dispositif électrochimique. Cette perte de contact peut également empêcher la migration des ions ce qui implique une importante réduction de la durée de vie de la 25 batterie ainsi que de sa capacité électrique. Il est important de constater que ces différents problèmes ne sont pas présents dans un dispositif électrochimique muni d'un électrolyte liquide. En effet, l'électrolyte étant sous forme liquide, les différentes variations volumiques à 30 l'intérieur du dispositif électrochimique ne se traduisent pas par une perte de contact entre l'électrolyte et l'électrode. 3054727 11 Afin de réaliser un dispositif électrochimique tout solide supportant mieux les cycles successifs de charge et de décharge, les inventeurs proposent de placer une couche de cohésion 6 entre la première électrode 4a et l'électrolyte 3 solide 5 comme cela est représenté à la figure 1. Dans un mode de réalisation préférentiel, la couche de cohésion 6 peut également être déposée sur une ou plusieurs parois latérales de la première électrode 4a. la couche de cohésion 6 peut également être placée entre l'électrolyte 3 et la deuxième électrode 4b. 10 De préférence, la couche de cohésion 6 est disposée entre l'électrode positive et l'électrolyte 3. En variante, il est également possible d'utiliser la couche de cohésion 6 entre l'électrode négative et l'électrolyte 3. Il est encore possible d'utiliser une couche de cohésion 6 entre l'électrolyte 3 et chacune des électrodes positive et négative. 15 La couche de cohésion 6 permet d'assurer un bon contact entre l'électrode 4a/4b et l'électrolyte 3 malgré les variations de volume lors des multiples phases de charge et de décharge. La couche de cohésion 6 est réalisée dans un matériau différent de l'électrolyte 3. Si la couche de cohésion 6 est en 20 contact avec la première électrode 4a, la couche 6 est réalisée dans un matériau différent de celui formant la première électrode 4a. Si la couche de cohésion 6 est en contact avec la deuxième électrode 4b, la couche 6 est réalisée dans un matériau différent de celui formant la deuxième électrode 4b. 25 Contre toute attente, l'ajout de cette couche de cohésion 6 qui est réalisée dans un matériau passif, c'est-à-dire qui est avantageusement dépourvu de propriété électrochimique avec l'électrolyte 3 ne dégrade pas les performances du dispositif électrochimique. La couche de cohésion 6 ne participe pas aux réactions électrochimiques entre l'électrode 4a ou 4b et l'électrolyte 3 tout en 30 permettant d'améliorer le fonctionnement du dispositif électrochimique. 3054727 12 La couche de cohésion 6 est disposée sur au moins une des électrodes, c'est-à-dire sur l'électrode positive et/ou sur l'électrode négative de manière que la première électrode 4a soit séparée de l'électrolyte 3 au moins partiellement au moyen de la couche de cohésion 6. La couche de cohésion 6 peut également 5 être disposée de manière que la deuxième électrode 4b soit séparée de l'électrolyte 3 au moins partiellement au moyen de la couche de cohésion 6 La figure 3 représente un mode de réalisation où des première et deuxième couches de cohésion 6a et 6b sont disposées respectivement entre la première 10 électrode 4a et l'électrolyte 3 et entre la deuxième électrode 4b et l'électrolyte 3. Les deux couches de cohésion 6a et 6b sont différentes de l'électrolyte 3. Les deux couches de cohésion 6a et 6b sont différentes des matériaux formant les deux électrodes 4a et 4b avec lesquelles elles sont en contact. Selon les modes 15 de réalisation, la première et la deuxième couches de cohésion 6a et 6b peuvent être réalisées dans des matériaux identiques ou différents. Selon les modes de réalisation, la première électrode 4a est séparée partiellement ou totalement de l'électrolyte 3 au moyen de la couche de 20 cohésion. Dans une séparation partielle, au moins une zone de contact direct existe entre la première électrode 4a et l'électrolyte 3. Dans une séparation totale (non représenté), il n'existe pas de contact direct entre l'électrolyte 3 et la première électrode 4a. Il peut en être de même pour la deuxième électrode 4b au moyen de la deuxième couche de cohésion 6b. 25 La couche de cohésion 6 est configurée pour être perméable aux ions de façon à ne pas gêner le fonctionnement du dispositif électrochimique. La composition et/ou l'épaisseur de la couche de cohésion 6 sont choisies de 30 manière que la couche de cohésion 6 soit perméable aux ions, de préférence aux ions lithium. Une couche perméable aux ions est une couche qui présente 3054727 13 un taux de perméation supérieur à 50%. De manière avantageuse, le taux de perméation est compris entre 90% et 100%. De manière préférentielle, le taux de perméation est compris entre 98% et 100%. 5 Le taux de perméation correspond au rapport entre le nombre d'ions traversant la couche de cohésion pour atteindre l'électrode, sur une durée prédéterminée, et le nombre d'ions qui atteint l'électrode dans une structure équivalente dépourvue de la couche de cohésion 6. 10 Le matériau formant la couche de cohésion 6 peut être intrinsèquement perméable aux ions. Il est avantageux d'utiliser un matériau poreux. De manière préférentielle, le matériau poreux présente une porosité traversante et encore plus préférentiellement une porosité nanométrique traversante. Il est par exemple avantageux d'utiliser une couche de cuivre poreuse pour faciliter 15 l'obtention d'une couche de cuivre perméable. Il est avantageux d'utiliser un matériau qui présente un coefficient de diffusion aux ions qui est supérieur ou égal à 1.10-6 S.cm-1 à 25°C. De cette manière, la couche de cohésion 6 présente également une bonne conductivité ionique. 20 L'épaisseur de la couche de cohésion 6 est avantageusement comprise entre 5 nm et 100 nm, de préférence entre 20 nm et 50 nm. Les inventeurs ont observé que si l'épaisseur de la couche est inférieure à 5 nm, il existe un risque de dénomination dans certains modes de fonctionnement. Au contraire, si 25 l'épaisseur est très importante, il est difficile de réaliser une couche de cohésion 6 qui est perméable aux ions. En variante qui peut être combinée avec le mode de réalisation précédent, la couche de cohésion 6 peut définir des canaux de perméation privilégiée pour 30 les ions entre l'électrolyte 3 et l'électrode 4a ou 4b. Ces canaux de perméation peuvent être réalisés en utilisant des épaisseurs différentes et/ou des matériaux 3054727 14 différents dans la couche de cohésion 6. Il est également possible de former des canaux de perméation en modifiant le taux de porosité dans la couche de cohésion 6. 5 Il est également avantageux de prévoir une couche de cohésion 6 qui présente une densité inférieure à la densité du matériau formant l'électrode associée. L'utilisation d'une couche de cohésion 6 peu dense permet d'obtenir de bonnes propriétés de perméation aux ions plus facilement. 10 Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, la couche de cohésion 6 est une couche poreuse. De manière avantageuse, la porosité est ouverte et débouchante de manière à faciliter le transit des ions. Le diamètre des pores ou la dimension transverse maximale est avantageusement inférieur à 1 micron. 15 La première couche de cohésion 6a est configurée pour adapter les contraintes entre la couche d'électrolyte 3 et la première électrode 4a de manière à conserver le contact entre la couche d'électrolyte 3 et la première électrode 4a quel que soit le volume de l'électrode 4a. 20 Il est également avantageux d'utiliser une couche de cohésion 6 dans un matériau ayant un module d'élasticité du même ordre de grandeur que celui de la couche d'électrode 4a et/ou de celui de la couche d'électrolyte 3. Cette précaution permet de ne pas trop rigidifier l'interface et de réduire les risques de 25 délamination. De manière avantageuse, deux modules d'élasticité sont considérés comme ayant le même ordre de grandeur si le rapport entre les modules d'élasticité est compris entre 0,5 et 2. Dans un mode de réalisation particulier, l'épaisseur de la couche de cohésion 6 30 et le matériau formant la couche de cohésion 6 sont configurés pour réduire les risques de délamination avec l'électrode et/ou avec l'électrolyte. En limitant les 3054 72 7 15 risques de délamination, il est possible de réduire l'augmentation d'impédance à moins de 5% et de maintenir une capacité supérieure à 80% de la capacité initiale après 200 à 300 cycles. 5 Les inventeurs ont également observé que l'utilisation d'une couche de cohésion 6 dont l'épaisseur est inférieure à 50 nm est particulièrement avantageuse car elle permet de ne pas dégrader les propriétés d'échanges électroniques et ioniques de l'interface entre l'électrode 4 et l'électrolyte 3 en comparaison d'un contact direct entre l'électrolyte 3 et la première électrode 4. 10 De manière préférentielle, l'épaisseur de la couche de cohésion 6 est comprise entre 5 et 20 nanomètres. Les inventeurs ont observé que si la couche de cohésion 6 est trop épaisse, par exemple une épaisseur supérieure à 50 nm, le passage des ions est limité et 15 une phase de mise en forme plus importante est préférable pour le cyclage du dispositif électrochimique. En revanche, lors de l'utilisation d'une couche de cohésion 6 ayant une épaisseur très fine, avantageusement inférieure à 5 nm, des problèmes de 20 cohésion d'interface et de délamination peuvent être constatés lors des cycles de charge et de décharge dans certaines conditions. La couche de cohésion 6 est conductrice électroniquement. De manière avantageuse, la couche de cohésion 6 est une couche métallique, c'est-à-dire 25 qu'elle est réalisée en métal pur ou en alliage métallique. Par métal pur, on entend que la couche contient au moins 90% massique d'un même élément métallique voire 99% massique d'un même élément métallique. Dans un mode de réalisation préférentiel, la couche de cohésion 6 comporte ou 30 est constituée par une couche de cuivre, c'est-à-dire contenant au moins 90% massique de cuivre et avantageusement 99% massique de cuivre. Dans un 3054727 16 mode de réalisation particulier, la couche de cuivre n'est pas en contact avec l'électrolyte. De manière avantageuse, la couche de cohésion est réalisée dans un matériau 5 contenant du cuivre. La couche à base de cuivre est par exemple réalisée en CuO ou AICu. De bons résultats ont été obtenus pour un alliage de AICu contenant 5% massique de cuivre ou moins de 5% massique de cuivre. De manière avantageuse, la couche de cuivre ne contient pas de silicium, c'est- 10 à-dire moins de 1% de silicium. A la place d'une couche de cuivre ou en complément d'une couche de cuivre, il est par exemple possible d'utiliser une couche réalisée dans l'un des matériaux suivants Pt, Ti, W, Ag, Cu, Ni, Al, Au, Ta, Ba, Cr pour former la couche de 15 cohésion 6. Le matériau utilisé ne présente pas des propriétés électrochimiques avec les électrodes. De manière avantageuse, la couche de cohésion 6 en l'un des matériaux précédents est réalisée dans un matériau à base respectivement de Pt, Ti, W, Ag, Cu, Ni, Al, Au, Ta, Ba, Cr c'est-à-dire qui comporte au moins 20% atomique dudit élément, de préférence au moins 50% atomique. 20 La couche cohésion 6 peut être un alliage des matériaux précédents. Il est encore possible de prévoir que la couche de cohésion 6 est un oxyde des matériaux précédents. 25 La couche de cohésion peut également être en oxyde transparent conducteur. Le dépôt d'une couche de cuivre sur une électrode a déjà été réalisé dans l'art antérieur pour des dispositifs électrochimiques possédant un électrolyte liquide, c'est-à-dire dans un dispositif où les contraintes mécaniques sont très 30 différentes. 3054727 17 En effet, Gao et al. (« Preparation of Cu coating on graphite electrode foil and its suppressive effect on PC decomposition », Solide State Ionics 178 (2007) 1225-1229) proposent de déposer des particules nanométriques de cuivre à la surface d'électrodes en graphite afin d'éviter la décomposition de l'électrolyte 5 liquide qui se trouve directement en contact avec l'électrode en graphite. Guo et al. (« Nano-scale copper-coated graphite as anode material for lithium-ion batteries », Journal of Applied Electrochemistry 32, 679-685, 2002) proposent également de recouvrir une électrode en graphite par du cuivre. Une 10 amélioration de la conductivité électronique de l'électrode est observée ainsi que des capacités d'acceptation des ions Li+ entre les feuillets de carbone. Là encore, la problématique de la gestion des contraintes est ignorée. Il est avantageux de former une couche de cohésion 6 qui présente une bonne 15 conduction électronique de manière à réduire voire éliminer l'influence de la couche de cohésion 6 sur les échanges électroniques entre l'électrode 4a/4b et l'électrolyte 3. De préférence, le matériau de la couche de cohésion 6 comporte une conductivité supérieure à 105S.cm-1 à 25°C. 20 La couche de cohésion 6 peut être, par exemple, sous forme granulaire ou colonnaire avec des grains orientés perpendiculairement à la surface de l'électrode 4. Cette configuration favorise la perméation, et notamment l'apparition d'une porosité traversante, entre l'électrolyte 3 et l'électrode 4 qui sont disposées sur deux faces opposées. 25 Dans un premier mode de réalisation, la couche de cohésion 6 est une couche continue qui vient séparer l'électrode 4 et l'électrolyte 3. Dans un autre mode de réalisation illustré à la figure 4, la couche de cohésion 30 6b est une couche discontinue c'est-à-dire qu'elle définit des zones où l'électrolyte 3 est en contact direct avec l'électrode 4b et des zones où 3054727 18 l'électrolyte 3 est séparé de l'électrode 4b par la couche de cohésion 6b. Il peut en être de même pour la couche 6a et l'électrode 4a. Dans encore un autre mode de réalisation illustré à la figure 5, la couche de 5 cohésion 6b est une couche discontinue c'est-à-dire qu'elle définit des zones où la couche de cohésion 6b recouvre l'électrolyte 3 et des zones où l'électrolyte 3 est non recouvert par la couche de cohésion 6. Cependant, en comparaison du mode de réalisation précédent, il n'y a pas de contact direct entre l'électrolyte 3 et l'électrode 4b ou pas de contact direct entre deux motifs adjacents de la 10 couche de cohésion. Cet espace vide permet l'expansion volumique de l'électrode 4b lors des phases de charge ou de décharge. Le volume de l'espace vide varie en fonction de l'état de charge de la batterie ou de l'état du dispositif électrochrome. 15 Selon les modes de réalisation, il est possible d'utiliser une électrode 4a/4b formée par une couche continue ou par plusieurs motifs séparés les uns des autres et distincts physiquement. Il est également possible d'utiliser une électrode monolithique et présentant des trous. 20 Les figures 4 et 5 représentent une couche de cohésion 6a continue et une couche de cohésion 6b discontinue. Il est possible d'intervertir la couche continue et la couche discontinue. Il est également possible d'utiliser deux couches de cohésion discontinues. 25 Les figures 6 et 7 illustrent en vue de dessus deux modes de réalisation d'une couche de cohésion discontinue. Dans le mode de réalisation de la figure 6, la couche de cohésion 6 est monolithique et définit des zones vides. Dans le mode de réalisation de la figure 7, la couche de cohésion 6 comporte une pluralité de motifs distincts les uns des autres. 30 3054727 19 La figure 8 représente un mode de réalisation où la couche de cohésion 6b est discontinue et où la deuxième électrode est également discontinue. Il peut en être de même pour la couche de cohésion 6a et la première électrode 4a. 5 La figure 9 représente l'évolution de la résistance interne (AR) pour une microbatterie munie d'une couche de cohésion 6 continue et pour une microbatterie équivalente dépourvue de la couche de cohésion. Il apparaît qu'au fur et à mesure des différents cycles de charge et de décharge, la microbatterie munie de la couche de cohésion ne présente quasiment pas d'évolution de sa 10 résistance interne. Au contraire, la batterie dépourvue de couche de cohésion voit sa résistance interne très fortement augmentée dès les premiers cycles de charge et de décharge. La figure 9 représente également l'évolution du spectre d'impédance pour les deux types de batteries. 15 Les deux batteries comportent chacune une électrode en LiCo02 et une autre électrode en Bi. L'électrolyte 3 est formé par du LiPON. La première batterie est munie d'une couche de cuivre qui vient séparer l'électrolyte 3 et l'électrode en Bi. 20 Il apparaît que dans la batterie dépourvue de couche de cuivre, l'augmentation de la résistance interne est directement liée à la diminution de surface active, c'est-à-dire la diminution de surface de contact entre l'électrolyte et l'électrode. Cette diminution de surface active semble provoquée par le décollement de l'électrode négative en Bi. Au contraire, l'ajout de la couche de cuivre a permis 25 d'éviter ce décollement et donc a permis de maintenir une résistance interne constante. La couche de cuivre a permis de conserver l'intégrité de la surface de contact entre l'électrolyte 3 et l'électrode 4 ce qui améliore la cyclabilité de la batterie. 3054727 20 La figure 10 représente l'évolution de la perte de capacité (AC) au fur et à mesure des cycles de charge et de décharge pour les deux batteries déjà représentées à la figure 9. 5 Il apparaît que pour la batterie dépourvue de couche de cuivre, la capacité de décharge diminue fortement en relation avec l'augmentation de la résistance interne représentée sur la figure 9. Pour la batterie munie de la couche de cuivre, la capacité de décharge reste constante et une perte de capacité inférieure à 1,5 % est observée après 35 cycles. 10 Il est important de constater que la configuration munie d'un électrolyte solide ne présente pas une importante perte de capacité dès les premiers cycles de charge/décharge comme cela est illustré dans la publication de Polat et al.. La batterie est plus performante que celle de l'art antérieur avec un électrolyte 15 solide. L'utilisation d'une couche de cohésion 6 perméable avec un électrolyte solide permet d'éviter une perte importante de capacité. Dans une variante de réalisation, si le dispositif électrochimique est destiné à subir des températures élevées, il est avantageux de remplacer la couche de 20 cuivre par une couche dans un autre matériau. Cet autre matériau est avantageusement choisi de manière à être moins réactif que le cuivre avec le matériau formant l'électrode. Dans un mode de réalisation particulier, pour former la couche de cohésion 6, il 25 est possible de combiner une couche à base de cuivre qui recouvre ou qui est recouverte par une couche dans un autre matériau. Par exemple, la couche de cuivre peut est formée par un empilement comprenant une couche de cuivre et une couche de nickel. Il apparaît que cet empilement particulier permet d'amortir l'expansion volumique dans l'électrode et de présenter une meilleure 30 tenue en température de l'ensemble. Dans un mode de réalisation, la couche de nickel est en contact avec l'électrolyte 3. 3054727 21 Dans un mode de réalisation particulier, la couche de cohésion 6 est formée par un motif monolithique qui définit une pluralité de trous. Par exemple la couche de cohésion 6 définit un motif en forme de grille comme cela est représenté à la 5 figure 6. Dans un mode de réalisation privilégié, les trous sont configurés pour former des chemins de perméation privilégiés des ions lithium entre l'électrolyte 3 et l'électrode 4a. 10 Dans une variante de réalisation, les trous sont vides et autorisent une expansion volumique de l'électrode 4a qui vient remplir au moins partiellement le trou. De cette manière, les contraintes sont réduites et les risques de décollement sont amoindris. 15 Dans cette configuration particulière avec une couche de cohésion 6 munie de trous, il est possible de déposer des épaisseurs plus importantes de matériau pour former la couche de cohésion 6. Les trous peuvent être de forme quelconque, par exemple sous la forme de carrés, de losanges, de triangles, de 20 disques... La largeur et la longueur des trous sont avantageusement comprises entre 0,5 ,t,m et 5 Dans une variante de réalisation, la couche de cohésion 6 est formée par une pluralité de motifs distincts et séparés physiquement les uns des autres comme 25 cela est représenté à la figure 7. Comme pour le mode de réalisation précédent, l'utilisation de plusieurs motifs séparés par des zones vides permet d'utiliser une couche ayant une épaisseur plus importante. Dans ces deux derniers modes de réalisation, le rapport de surface occupée 30 par la couche de cohésion avec la surface d'électrode non recouverte permet d'optimiser le flux de transfert ionique. 3054727 22 Dans un autre mode de réalisation, la couche de cohésion 6a/6b définit un premier motif avec des zones pleines et des zones creuses. L'électrode 4a/4b définit également un deuxième motif qui comporte des zones pleines et des 5 zones creuses. Le premier collecteur de courant 5a et l'électrolyte 3 sont séparés successivement par l'électrode 4a et la couche de cohésion 6. La couche de cohésion 6 et l'électrode 4a sont agencées de sorte que des zones vides soient 10 terminées d'un côté par le collecteur de courant et de l'autre côté par l'électrolyte 3. De manière avantageuse, la couche de cohésion 6 et l'électrode 4a/4b définissent exactement les mêmes motifs, par exemple un quadrillage sous la 15 forme d'une grille ou de plots distincts. La couche de cohésion 6 et l'électrode 4a/4b sont agencées de sorte qu'elles forment des piliers séparant le collecteur de courant 5a/5b et l'électrolyte 3. Ces piliers sont espacés les uns des autres. En variante, les quadrillages définissent des zones vides entre le collecteur de courant 5a/5b et l'électrolyte 3. 20 Dans un autre mode de réalisation, la couche de cohésion 6 et l'électrode 4a/4b présentent des formes différentes. La couche de cohésion 6 est sous la forme d'une grille représentée à la figure 5 et l'électrode 4a/4b est sous la forme de plusieurs motifs représentés à la figure 6. Un arrangement opposé est 25 également possible. Ces zones creuses permettent une expansion volumique selon une direction parallèle à la surface de l'électrolyte 3, dans des directions perpendiculaires à l'axe Z. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux lorsque 30 l'expansion volumique est très importante lors des différents cycles de charge et de décharge. La définition des zones découvertes et des zones couvertes 3054727 23 permet de réduire la surface d'interface entre l'électrode 4a/4b et l'électrolyte 3, c'est-à-dire la surface soumise à l'expansion volumique. Il est particulièrement avantageux de prévoir que l'espacement entre deux 5 motifs est tel que les parois latérales des motifs ne se rejoignent que dans les cas extrêmes de charges ou de décharges, c'est-à-dire lorsque la variation volumique est maximale, par exemple lorsque l'expansion volumique est maximale. 10 Par exemple, dans le cas d'un matériau présentant une expansion volumique maximale égale à 300 % et si la couche de cohésion et l'électrode associée forment de multiples piliers de section carrée, ces piliers verront leur côté augmenter d'une valeur égale à 44 %. Par conséquent, il est particulièrement avantageux de prévoir que l'espacement entre deux motifs consécutifs est 15 supérieur ou égal à 44 % de la dimension des côtés des motifs des piliers. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, le premier empilement comporte : - les premier et deuxième collecteurs de courant 5a et 5b formés sur le 20 substrat 2, - la première électrode 4a en contact électrique avec le premier collecteur de courant 5a, - la couche d'électrolyte 3 recouvrant la première électrode 4a et éventuellement le premier collecteur de courant 5a, 25 - la deuxième électrode 4b en contact avec la couche d'électrolyte 3 et séparée de la première électrode 4a par la couche d'électrolyte 3, la deuxième électrode 4b étant en contact électrique avec le deuxième collecteur de courant 5b, - la couche de cohésion 6 formée entre la première électrode 4a et la 30 couche d'électrolyte 3 et/ou entre la deuxième électrode 4b et la couche d'électrolyte 3 . 3054727 24 De manière avantageuse, l'électrolyte 3 solide peut être à base de lithium, par exemple, en nitrure de lithium (Li3N), LiPON (lithium phosphorus oxynitride), Li2S-P2S5, LiGeP2S12, LiSiPON (lithium silicon phosphorus), LISICON (Li 7n 2+2x--1- 5 xGe04), LiPONB (Boron doped lithium phosphorous oxynitride), LiBSO (lithium borate sulfate) ou encore en LiBON (Li boron-oxynitride) etc... Il est également possible d'utiliser d'autres électrolytes et préférentiellement à base de sodium comme par exemple, Na3PS4 ou NaSiCON ayant pour formule chimique NauxZr2SixP3_x012, avec 0 REVENDICATIONS1. Dispositif électrochimique tel qu'une batterie ou un dispositif électrochrome, comportant au moins un premier empilement (1) de couches 5 minces solides disposées sur un substrat (2), ledit premier empilement (1) comprenant : une première électrode (4a) et une deuxième électrode (4b) séparées par une couche d'électrolyte solide (3) électroniquement isolante et ioniquement conductrice, la couche d'électrolyte (3) assurant le transit o d'ions entre les première et deuxième électrodes (4a et 4b), un premier collecteur de courant (5a) en contact avec la première électrode (4a), un deuxième collecteur de courant (5b) en contact avec la deuxième électrode (4b), le premier collecteur de courant (5a) et le deuxième 15 collecteur de courant (5b) étant isolés électroniquement par la couche d'électrolyte (3), au moins une première couche de cohésion (6a, 6b) disposée entre l'une des première et deuxième électrodes (4a, 4b) et la couche d'électrolyte (3), la au moins une couche de cohésion (6) étant configurée pour 20 présenter un taux de perméation auxdits ions supérieur à 50% et une épaisseur au moins égale à 5nm de manière à adapter les contraintes entre la couche d'électrolyte (3) et l'une des première et deuxième électrodes (4a, 4b). 25 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel la première couche de cohésion (6a) est disposée entre la couche d'électrolyte (3) et la première électrode (4a) et une deuxième couche de cohésion (6b) est disposée entre la couche d'électrolyte (3) et la deuxième électrode (4b). 30 3. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la première couche de cohésion (6a) et/ou la deuxième couche de cohésion (6b) 3054727 31 sont des couches continues recouvrant respectivement au moins une face de la première électrode (4a) et/ou de la deuxième électrode (4b) pour empêcher un contact direct entre la couche d'électrolyte (3) et la première électrode (4a) et/ou de la deuxième électrode (4b). 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, dans lequel la première couche de cohésion (6a) et/ou la deuxième couche de cohésion (6b) sont des couches continues recouvrant respectivement plusieurs faces de la première électrode (4a) et/ou de la deuxième électrode (4b) pour empêcher un contact direct entre la couche d'électrolyte (3) et la première électrode (4a) et/ou de la deuxième électrode (4b). 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la première couche de cohésion (6a) et/ou la deuxième couche de cohésion (6b) sont des couches recouvrant respectivement au moins une face de la première électrode (4a) et/ou de la deuxième électrode (4b) et définissant des trous autorisant un contact direct entre la couche d'électrolyte (3) et respectivement la première électrode (4a) et/ou la deuxième électrode (4b). 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel la première couche de cohésion (6a) et/ou la deuxième couche de cohésion (6b) sont formées par une pluralité de motifs disjoints empêchant un contact direct entre la couche d'électrolyte (3) et respectivement la première électrode (4a) et/ou la deuxième électrode (4b). 7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le premier collecteur de courant (5a) et/ou le deuxième collecteur de courant (5b) sont réalisés à partir d'un matériau choisi parmi Cu, Ni, Ti, Al, Au, Ag, Ta, Ba, Cr, W, Pt. 3054727 32 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la première électrode (4a) et/ou la deuxième électrode (4b) est réalisée dans un matériau choisi parmi LiCoO2, LiFe02, LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4, LiFePO4, Li4Ti5012, LiTiOS, LiMxMn2_x avec 0sxe,5 et avec M choisi parmi Ni, 5 Co, Fe et Ti ou un oxyde de formule MxOy avec M un métal ou un sulfure de formule MxSy avec M un métal, ou dans un matériau choisi parmi Bi, Sb, Si, Sn, Zn, Ni, Cd, Ce, Fe, Mg, Ge, Li ou un alliage de ces matériaux. 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans io lequel la couche d'électrolyte (3) est réalisée dans un matériau comportant des ions choisis parmi le lithium, le sodium et le manganèse. 10. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la première couche de cohésion (6a) et/ou la deuxième couche de 15 cohésion (6b) sont réalisées dans un matériau choisi parmi Pt, Ti, W, Ag, Cu, Ni, Al, Au, Ta, Ba, Cr, un alliage de ces matériaux ou un oxyde de ces matériaux. 11. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans 20 lequel la première couche de cohésion (6a) et/ou la deuxième couche de cohésion (6b) sont dépourvues de propriété électrochimique avec la couche d'électrolyte (3). 12. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans 25 lequel le taux de perméation auxdits ions est supérieur à 90% et préférentiellement supérieur à 98%. 13. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'une de la première électrode (4a) et de la deuxième électrode (4b) est 30 une électrode en lithium métallique et dans lequel la au moins première couche 3054727 33 de cohésion (6a, 6b) est disposée entre la couche d'électrolyte (3) et l'autre de la première électrode (4a) et de la deuxième électrode (4b). 14. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans 5 lequel l'une de la première électrode (4a) et de la deuxième électrode (4b) est une électrode en alliage de CuSi et dans lequel la au moins première couche de cohésion (6a, 6b) est disposée entre la couche d'électrolyte (3) et l'autre de la première électrode (4a) et de la deuxième électrode (4b).