Optimisation d’architectures de microbatteries par simulation thermomécanique – STRESSBAT

Les microbatteries offrent de nouvelles perspectives dans des domaines de marchés très diversifiés (alimentation horloge à temps réel, étiquettes RFID, capteurs autonomes, sécurité internet ?). Cette technologie a désormais atteint un niveau de maturité technique ayant permis de valider son potentiel industriel. Une Road Map Marketing et Technologique a ainsi pu être réalisée. Pour être en mesure de répondre positivement aux objectifs fixés, il devient nécessaire de disposer d?un outil performant de modélisation et simulation autorisant une expérimentation virtuelle. Cette démarche doit permettre au concepteur de : - améliorer la fiabilité finale des composants - prédire les réponses électriques et durée de vie des composants en fonction des modes d?usage - développer et optimiser de nouvelles architectures de microbatteries. Le projet STRESSBAT vise donc à développer un tel outil expert multi-physiques et multi-matériaux basé sur une approche expérimentale ambitieuse et spécifiquement adaptée à la problématique. La Road Map Marketing et Technologique a mis en évidence deux défis majeurs d?intégration auxquels est ou sera confrontée la technologie microbatterie : - la résistance et la compatibilité avec les technologies standard de packaging des composants microélectronique (impliquant notamment des contraintes de température et pression) - la réalisation des composants sur substrats flexibles. La levée de ces deux verrous technologiques sera de fait au centre des développements du projet STRESSBAT. Le verrou scientifique du projet STRESSBAT est la compréhension du comportement thermomécanique de multi-matériaux constitués par l?empilement de couches nécessaires à la réalisation de microbatteries au lithium. La levée de ce verrou nécessite une détermination expérimentale de paramètres clés. Ces données ne sont actuellement pas connues pour le type de matériaux utilisés, d?autant plus qu?ils sont élaborés en couches minces. Des techniques de caractérisation innovantes seront utilisées pour obtenir de manière fiable ces valeurs. Les résultats majeurs attendus du projet sont : - un modèle et outil-expert permettant de décrire de manière tri-dimensionnelle et séquentielle les aspects thermomécaniques et électrochimiques dans les multi-matériaux, - des architectures et procédés de fabrication améliorés de microbatteries sur substrats rigide et flexible - une analyse de faisabilité d?un modèle intégrant des couplages forts entre les différents modules multi-physiques L?ensemble de ces résultats renforcera un positionnement compétitif de la France sur le marché des microbatteries. Le chiffre d?affaires du marché visé a été évalué à plus de 250M? à l?horizon 2016.