The present invention relates to the field of batteries, and more particularly to lithium ion batteries. The invention relates to lithium ion batteries with a new architecture which gives them an improved lifetime. The invention also relates to a new method for manufacturing such batteries.

State of the art

All-solid-state lithium ion rechargeable batteries are known. WO 2016/001584 (l-TEN) describes a lithium ion battery made from anode sheets comprising a conductive substrate covered successively with an anode layer and an electrolyte layer, and cathode sheets comprising a conductive substrate covered successively with a cathode layer and an electrolyte layer; these sheets are cut, before or after deposition, according to U-shaped patterns. These sheets are then stacked alternately in order to constitute a stack of several elementary cells. The patterns of cutouts of the anode and cathode sheets are placed in a "head to tail" configuration so that the stack of cathodes and anodes is offset laterally. After the stacking step, an encapsulation system is deposited in a thick layer of around ten microns on the stack and in the available cavities present within the stack. This makes it possible to ensure, on the one hand, the rigidity of the structure at the level of the cutting planes and, on the other hand, the protection of the cell of the battery with respect to the atmosphere. Once the stack has been produced and encapsulated, it is cut out along cutting planes to obtain unitary batteries, with the exposure on each of the cutting planes of the cathodic connection zones and the anode connection zones of the batteries. It turns out that during these cuts, the encapsulation system can be torn off, which leads to a discontinuity in the sealing of the battery. It is also known to add endings (ie

It has appeared that this known solution may however have certain drawbacks. Indeed, depending on the positioning of the electrodes, in particular the proximity of the edges of the electrodes for multilayer batteries and the cleanliness of the cutouts, a leakage current may appear on the ends, typically in the form of a creeping short circuit. . This creeping short circuit decreases the performance of the battery, and this,

despite the use of an encapsulation system around the battery and around the cathodic and anode connection zones. Furthermore, an unsatisfactory deposition of the encapsulation system on the battery is sometimes observed, in particular on the edges of the battery at the level of the spaces created by the lateral offsets of the electrodes on the edges of the battery.

Moreover, given that the terminations, respectively anodic and cathodic, are set back from the adjacent sheets, respectively cathodic and anodic, it is necessary to make a cutout of large dimensions. Such a cut must then be filled with an insulating material. Given its large dimensions, this cut leads to a substantial loss of useful material for the production of the actual battery. Furthermore, it requires the depositing of large thicknesses of insulation, in the available cavities present within the stack. Thick insulation may weaken the entire battery encapsulation system. During cutting, the encapsulation system deposited in a thick layer tends to delaminate.

The present invention aims to remedy at least in part certain drawbacks of the prior art mentioned above, in particular to obtain rechargeable lithium ion batteries with high energy density and high power density.

It aims in particular to increase the production yield of rechargeable lithium ion batteries with high energy density and high power density, and to produce more efficient encapsulations at lower cost.

It aims in particular to propose a method which reduces the risk of creeping or accidental short-circuit and which makes it possible to manufacture a battery having a low self-discharge.

It aims in particular to propose a method which makes it possible to manufacture in a simple, reliable and rapid manner a battery having a very long life.

It also aims to provide such a method, which uses a cutting step of better quality, in particular sharper than in the prior art.

It also aims to provide a battery manufacturing process that generates less loss of materials.

Objects of the invention

A first object of the invention is a battery 1000 comprising at least one elementary cell 100, said elementary cell 100 successively comprising at least one flat anode current collector substrate 10, at least one anode layer 20, at least one an electrolyte material 30 or a separator impregnated with an electrolyte 31, at least one cathode layer 50, and at least one flat cathode current collector substrate 40,

said battery 1000 comprising longitudinal edges 1011, 1012, a first lateral edge 1001 comprising at least one anode connection zone 1002 and a second lateral edge 1005 comprising at least one cathode connection zone 1006, said anode 1002 and cathode 1006 connection zones being preferably laterally opposite,

characterized in that each elementary cell 100 comprises a primary body 111, a secondary body 112 and a tertiary body 113, said secondary body and said tertiary body being disposed on either side of said primary body, it being understood that each of the primary bodies 111, secondary 112 and tertiary 113 successively comprises at least one flat anode current collector substrate 10, at least one anode layer 20, at least one layer of an electrolyte material 30 or of a separator impregnated with a electrolyte 31, at least one cathode layer 50, and at least one flat cathodic current collector substrate 40,

said secondary body 112 being separated from primary body 111 by a notch 120 free of any material of anode, electrolyte, separator impregnated with an electrolyte, cathode and anode current collector substrate, it being understood that said notch is extends from a longitudinal edge 1011 to the opposite longitudinal edge of the battery 1012 in a direction perpendicular to the main plane of the battery, and

said tertiary body 113 being separated from the primary body 111 by a recess 130 free of any material of anode, electrolyte, separator impregnated with an electrolyte, cathode and cathodic current collector substrate, it being understood that said recess 130 extends from a longitudinal edge 1011 to the opposite longitudinal edge of the battery 1012 in a direction perpendicular to the main plane of the battery.

Advantageously, the battery according to the invention comprises a plurality of elementary cells, and is characterized in that all the notches of each of the elementary cells are superimposed, in a direction perpendicular to the main plane of the battery, so that each planar cathode current collector substrate

collects the cathodic current of the elementary cell through the cathodic connection zone, and

in that all the recesses of each of the elementary cells are superimposed, in a direction perpendicular to the main plane of the battery, so that each anode current collector plane substrate collects the anode current of the elementary cell through the zone anode connection.

In a preferred embodiment, said battery is a lithium ion battery. Advantageously, the battery according to the invention comprises an encapsulation system totally coating four of the six faces of said battery, the two remaining faces comprising an anode connection zone and a cathode connection zone. Advantageously, the encapsulation system comprises:

at least one first covering layer, preferably chosen from parylene, type F parylene, polyimide, epoxy resins, silicone, polyamide, sol-gel silica, organic silica and/or a mixture of those here, placed on the battery,

at least one second covering layer composed of an electrically insulating material, deposited by deposition of atomic layers on said at least first covering layer,

it being understood that this sequence of at least a first cover layer and at least a second cover layer can be repeated z times with z ³ 1.

Advantageously, the anode connection zone and the cathode connection zone are covered by terminations.

Advantageously, the terminations include:

a first layer of a material filled with graphite, preferably based on epoxy resin filled with graphite disposed on at least the cathode connection zone and/or at least the anode connection zone, a second dense layer of metallic copper placed on the first layer of the termination system,

optionally, a third layer based on a tin-tin zinc alloy, placed on the second layer,

optionally, a fourth layer based on tin or based on an alloy of silver, palladium and copper, placed on the third layer of the termination system.

Advantageously, the width of said notch is between 0.01 mm and 0.5 mm. Advantageously, the width of said recess is between 0.01 mm and 0.5 mm.

Advantageously, the width of the secondary bodies is between 0.5 mm and 20 mm. A second object of the invention is a method of manufacturing a battery 1000, said battery comprising at least one elementary cell 100, said elementary cell 100 successively comprising at least one flat anode current collector substrate 10, at least one layer of anode 20, at least one layer of an electrolyte material 30 or of a separator impregnated with an electrolyte 31, at least one cathode layer 50, and at least one flat cathodic current collector substrate 40, said method manufacturing including:

(a) l’approvisionnement d’au moins une feuille de substrat plan collecteur de courant anodique 10 revêtue d’une couche d’anode 20, et optionnellement revêtue d’une couche d’un matériau d’électrolyte 30 ou d’un séparateur imprégné d’un électrolyte 31 , appelée ci-après feuille anodique 2, ladite feuille anodique comprenant au moins une fente anodique 80, ladite fente anodique 80 comprenant deux cavités principales verticales anodiques et parallèles 82, lesquelles sont reliées dans leur partie supérieure par un canal horizontal anodique 84, sensiblement perpendiculaire aux deux cavités principales anodiques verticales 82, ces cavités principales verticales anodiques étant destinées à délimiter les bords longitudinaux de la batterie,

(b) l’approvisionnement d’au moins une feuille de substrat plan collecteur de courant cathodique 40 revêtue d’une couche de cathode 50, et optionnellement revêtue d’une couche d’un matériau d’électrolyte 30 ou d’un séparateur imprégné d’un électrolyte 31 , appelée ci-après feuille cathodique 5, ladite feuille cathodique comprenant au moins une fente cathodique 70, ladite fente cathodique comprenant deux cavités principales verticales cathodiques et parallèles 72, lesquelles sont reliées dans leur partie supérieure par un canal horizontal cathodique 74, sensiblement perpendiculaire aux deux cavités principales verticales cathodiques 72, ces cavités principales verticales cathodiques étant destinées à délimiter les bords longitudinaux de la batterie,

(c) la réalisation d’une première et d’une deuxième entailles, au voisinage de chaque fente anodique 80, respectivement cathodique 70 d’au moins la feuille approvisionnée à l’étape a), respectivement à l’étape b), de manière à former des tranchées anodiques 86, 88, respectivement des tranchées cathodiques 76, 78, selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie et selon une direction parallèle au canal horizontal anodique 84, de la fente anodique 80, respectivement au canal horizontal cathodique 74 de la fente cathodique 70, étant entendu que

o les première et deuxième entailles sont réalisées de part et d’autre de la feuille anodique 2, respectivement cathodique 5,

o la deuxième entaille est réalisée dans le prolongement de la première entaille, et

o que les tranchées anodiques 86, 88, respectivement les tranchées cathodiques 76, 78, obtenues à partir des première et deuxième entailles sont libres de tout matériau d’électrolyte ou de séparateur imprégné d’un électrolyte et de tout matériau d’anode, respectivement sont libres de tout matériau d’électrolyte ou de séparateur imprégné d’un électrolyte et de tout matériau de cathode, et

o que lesdites tranchées anodiques 86, 88, respectivement les tranchées cathodiques 76, 78 s’étendent entre les bords longitudinaux 1011, 1012 opposés de la batterie selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie de manière à relier les deux cavités principales verticales anodiques et parallèles de chaque fente anodique 80, respectivement à relier les deux cavités principales verticales cathodiques et parallèles de chaque fente cathodique 70, la feuille obtenue après la réalisation de ces entailles étant appelée ci-après feuille anodique entaillée 2e, respectivement feuille cathodique entaillée 5e,

(d) la réalisation d’un empilement I alterné d’au moins une feuille anodique entaillée 2e et d’au moins une feuille cathodique entaillée 5e, de manière à obtenir successivement au moins un substrat plan collecteur de courant anodique 10, au moins une couche d’anode 20, au moins une couche d’un matériau d’électrolyte 30 ou d’un séparateur imprégné d’un électrolyte 31 , au moins une couche de cathode 50, et au moins un substrat plan collecteur de courant cathodique 40 ; de manière à ce que, pour chaque fente anodique 80 d’au moins une feuille anodique entaillée 2e, respectivement pour chaque fente cathodique 70 d’au moins une feuille cathodique entaillée 5e, les tranchées anodiques 86, 88 d’au moins la feuille anodique entaillée, respectivement les tranchées cathodiques 76, 78, d’au moins la feuille cathodique entaillée 5e, sont disposées dans le prolongement du canal horizontal cathodique 74 de la fente cathodique 70 de la feuille adjacente cathodique entaillée 5e, respectivement du canal horizontal anodique 84 de la fente anodique 80, de la feuille adjacente anodique entaillée 2e selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie,

(e) la réalisation d’un traitement thermique et/ou d’une compression mécanique de l’empilement de feuilles alternées obtenu à l’étape d), de manière à former un empilement consolidé,

(f) la réalisation de deux découpes Dn, D’n s’étendant au moins partiellement à l’intérieur de ladite fente anodique 80, respectivement cathodique 70, selon un plan parallèle au canal horizontal anodique 84, respectivement cathodique 74, la première découpe s’étendant entre le canal horizontal anodique 84 de la fente anodique 80 et l’extrémité en regard des bords longitudinaux, alors que la seconde découpe s’étend entre le canal horizontal cathodique 74 de la fente cathodique 70 et l’extrémité en regard des bords longitudinaux, de manière à former un empilement découpé mettant à nu au moins les zones de connexion anodique et cathodique.

Advantageously, after step (e), and preferably before step (f), a step

(g) encapsulation of the consolidated stack, by depositing:

at least one first covering layer, preferably chosen from parylene, type F parylene, polyimide, epoxy resins, silicone, polyamide, sol-gel silica, organic silica and/or a mixture of those this, on the battery, and then

at least one second covering layer composed of an electrically insulating material, deposited by deposition of atomic layers on said at least first covering layer,

it being understood that the sequence of at least a first covering layer and at least a second covering layer can be repeated z times with z ³ 1.

Advantageously, when a separator is used in the batteries according to the invention, the separator is impregnated with an electrolyte, preferably with a phase carrying lithium ions such as liquid electrolytes or an ionic liquid containing lithium salts. .

Advantageously, after step (f), the terminations of the battery are produced by successively depositing on at least the anode and cathode connection zones:

a first layer of a material filled with graphite, preferably based on epoxy resin filled with graphite,

a second dense layer of copper metal disposed over the first layer of the termination system, and

optionally, a third layer based on a tin-zinc alloy of tin, placed on the second layer of the termination system, optionally, a fourth layer based on tin or based on an alloy of silver, palladium and copper, arranged on the third layer of the termination system.

Advantageously, the two notches made in step (d) forming trenches 76, 78, 86, 88 are made by laser ablation.

Advantageously, each cut is made by laser.

Advantageously, each elementary cell defines on a first face, a zone of continuity of the flat anode current collector substrate and an opening 120, and on the opposite face, a zone of continuity of the flat cathodic current collector substrate and a recess 130 opening .

Advantageously, the zone of continuity of the flat anode current collector substrate is located opposite the notch 120, and the zone of continuity of the flat cathodic current collector substrate is located opposite the recess 130 in a direction perpendicular to the plane drums.

Advantageously, the battery according to the invention is characterized in that:

o the planar anode current collector substrate is the anode current collector substrate of two adjacent elementary cells, and in that o the planar cathode current collector substrate is the cathode current collector substrate of two adjacent elementary cells.

tricks

The appended figures, given by way of non-limiting examples, represent different aspects and embodiments of the invention.

[Fig. 1] is a perspective view of the notched anode and notched cathode sheets intended to form a stack according to the method for manufacturing batteries in accordance with the invention.

[Fig. 2] is a front view, illustrating one of the sheets of figure 1.

[Fig. 3] is a front view, on a larger scale, illustrating a ladder-shaped groove made in an anode sheet.

[Fig. 4] is a perspective view, also on a large scale, illustrating these ladder-shaped grooves formed in adjacent sheets.

[Fig. 5] is a top view, illustrating a cutting step performed on various grooves made in the stack of the previous figures.

[Fig. 6] is a top view, illustrating on a larger scale the cutouts made on a ladder-shaped groove.

[Fig. 7] is a sectional view, along the line VII-VII indicated in figure 6.

[Fig. 8] is a cross-sectional view, along the line VII-VII indicated in figure 6.

[Fig. 9] is an exploded sectional view along the line VII-VII indicated in FIG. 6 illustrating a stack composed of three elementary cells.

[Fig. 10] is a top view illustrating a battery according to the invention, which can be obtained in particular according to the method of the preceding figures.

[Fig. 11] is a front view illustrating a battery according to the invention, which can be obtained in particular according to the method of the preceding figures.

[Fig. 12] is a perspective view illustrating a battery according to the invention, which can be obtained in particular according to the method of the preceding figures.

[Fig. 13] est une vue en perspective illustrant une batterie selon l’art antérieur.

Les repères suivants sont utilisés sur ces figures et dans la description qui suit :

[Table 1] : Repères alphanumériques utilisés dans la présente demande

Description de l’invention

Le procédé conforme à l’invention comprend tout d’abord une étape dans laquelle on réalise un empilement I de feuilles alternées, ces feuilles étant dénommées dans ce qui suit, selon le cas, « feuilles anodiques » 2 ou « feuilles cathodiques » 5. Comme on le verra plus en détail, chaque feuille anodique 2 est destinée à former l’anode de plusieurs batteries, et chaque feuille cathodique 5 est destinée à former la cathode de plusieurs batteries. Dans l’exemple illustré sur la figure 1 , on a représenté deux feuilles cathodiques entaillées 5e, ainsi que deux feuilles anodiques entaillées 2e. En pratique, cet empilement est formé par un nombre plus élevé de feuilles, typiquement compris entre dix et mille. Le nombre de feuilles cathodiques entaillées 5e est identique au nombre de feuilles anodiques entaillées 2e employées constituant l’empilement I de feuilles alternées de polarité opposée.

Dans un mode de réalisation avantageux, chacune de ces feuilles présente des perforations 7 à ses quatre extrémités de manière à ce que lorsque ces perforations 7 sont superposées, toutes les cathodes et toutes les anodes de ces feuilles sont agencées spécifiquement, comme cela sera expliqué en plus grand détail ci-après (cf. figures 1 et 2). Ces perforations 7 aux quatre extrémités des feuilles peuvent être réalisées par tout moyen approprié, notamment sur des feuilles anodique 2 et cathodique 5 après fabrication, ou sur des feuilles de substrat 10,40 revêtues d’une couche de cathode 50 ou d’anode 20, et optionnellement revêtue d’une couche d’un matériau d’électrolyte 30 ou d’un séparateur 31 de sorte que cette couche d’un matériau d’électrolyte 30 ou ce séparateur 31 soit intercalé(e) entre deux feuilles de polarité opposée, i.e. entre la feuille anodique 2 et la feuille cathodique 5.

Chaque feuille anodique 2 comprend un substrat plan collecteur de courant anodique 10 revêtu d’une couche active d’un matériau d’anode 20, ci-après couche d’anode 20. Chaque feuille cathodique 5 comprend un substrat plan collecteur de courant cathodique 40 revêtu d’une couche active d’un matériau de cathode 50, dénommée ci-après couche de cathode 50. Chacune de ces couches actives peut être solide, et plus particulièrement de nature dense ou poreuse. Par ailleurs, afin d’éviter tout contact électrique entre deux couches actives de polarités opposées, une couche d’électrolyte 30 ou d’un séparateur 31 imprégné d’un électrolyte est disposé sur la couche active d’au moins l’un de ces substrats plans collecteurs de courant préalablement revêtu de la couche active, au contact de la couche active en regard. La couche d’électrolyte 30 ou le séparateur 31 , peut être disposé(e) sur la couche d’anode 20 et/ou sur la couche de cathode 50; la couche d’électrolyte ou le séparateur fait partie intégrante de la feuille anodique 2 et/ou de la feuille cathodique 5 la ou le comprenant.

Avantageusement, les deux faces du substrat plan collecteur de courant anodique 10, respectivement cathodique 40, sont revêtues d’une couche d’anode 20, respectivement d’une couche de cathode 50, et optionnellement d’une couche d’électrolyte 30 ou de séparateur 31 , disposé(e) sur la couche d’anode 20, respectivement sur la couche de cathode 50. Dans ce cas, le substrat plan collecteur de courant anodique 10, respectivement cathodique 40, servira de collecteur de courant pour deux cellules élémentaires adjacentes. L’utilisation de ces substrats dans les batteries permet d’accroitre le rendement de production des batteries rechargeables à forte densité d’énergie et forte densité de puissance.

La structure mécanique de l’une des feuilles anodiques 2 est décrite ci-après, étant entendu que les autres feuilles anodiques 2 présentent une structure identique. Par ailleurs, comme on le verra dans ce qui suit, les feuilles cathodiques 5 possèdent une structure voisine de celle des feuilles anodiques 2.

Comme cela est visible sur la figure 2. la feuille anodique entaillée 2e présente une forme de quadrilatère, sensiblement de type carré. Elle délimite une zone centrale 4 dite perforée, dans laquelle sont ménagées des rainures en forme d’échelle qui vont être décrites ci-après. En référence au positionnement de ces rainures en forme d’échelle, on définit une direction dite verticale YY de la feuille, qui correspond à la direction verticale de ces rainures en forme d’échelle, ainsi qu’une direction dite horizontale XX de la feuille, perpendiculaire à la direction YY. La zone centrale 4 est bordée par un cadre périphérique 6 qui est plein, à savoir dépourvu de rainures. La fonction de ce cadre est notamment d’assurer une manipulation aisée de chaque feuille.

Les rainures en forme d’échelle sont réparties selon des lignes Li à Ly, disposées les unes au-dessous des autres, ainsi que selon des rangées Ri à Rx prévues les unes à côté des autres. A titre d’exemples non limitatifs, dans le cadre de la fabrication de micro-batteries de type composant montable en surface (ci-après CMS), les feuilles anodiques et cathodiques employées peuvent être des plaques de 100 mm x 100 mm. De manière typique, le nombre de lignes de ces feuilles est compris entre 10 et 500, alors que le nombre de rangées est compris entre 10 et 500. En fonction de la capacité souhaitée de la batterie, ses dimensions peuvent varier et le nombre de lignes et de rangées par feuilles d’anode et de cathode peut être adapté en conséquence. Les dimensions des feuilles anodique et cathodique employées peuvent être modulées en fonction des besoins. Comme montré en figure 2, deux lignes adjacentes sont séparées par des ponts de matière 8, dont on note He la hauteur, laquelle est comprise entre 0,05 mm et 5 mm. Deux rangées adjacentes sont séparées par des bandes de matières 9, dont on note Lg la largeur, laquelle est comprise entre 0,05 mm et 5 mm. Ces ponts 8 et bandes 9 de matière des feuilles anodiques et cathodiques confèrent à ces feuilles une rigidité mécanique suffisante pour qu’elles puissent être manipulées aisément.

Les rainures en forme d’échelle 60,61 comprennent des entailles 76,78,86,88 et des fentes en forme de H 70,80. Ces fentes en forme de H sont traversantes, à savoir qu’elles débouchent sur les faces opposées respectivement supérieures et inférieures de la feuille.

The 70.80 H-shaped slots can be made in a manner known per se, directly on the flat current collector substrate, before any deposition of anode or cathode materials by chemical etching, by electroforming, by laser cutting, by microperforation or by stamping. These H-shaped slots 70.80 can also be made on flat current-collecting substrates coated with a layer of anode or cathode materials, on flat current-collecting substrates previously coated with a layer of anode or cathode, and coated with a layer of electrolyte or a separator, ie on anode or cathode sheets in a manner known per se, for example by laser cutting (or laser ablation), by cutting by femtosecond laser, by microperforation or by stamping. H-shaped slots 70, made in all of the cathode sheets, are superimposed. The slots in the form of H 80, made in all of the anode sheets, are superimposed.

We will now describe one of the ladder-shaped grooves 60 as illustrated in FIG. 3, it being understood that all of the cutouts of the anode sheet are identical. Each ladder-shaped groove 60 comprises an H-shaped through slot 80 formed by two main vertical and parallel cavities 82, which are connected in their upper part by a horizontal channel 84, preferably perpendicular to the two main vertical and parallel cavities 82. Each groove further comprises, in the lower part of the H-shaped slot, a first horizontal anode trench 86 and a second horizontal anode trench 88. As shown in particular in FIG. 3,

The first and second anode trenches 86,88 are free of any electrolyte or separator material and any anode material. These first and second anode trenches 86,88 are made in such a way as to remove any electrolyte or separator material, and any anode material, and to leave at least a part of the planar anode current collector substrate defining a continuity zone of the planar anode current collector substrate. The first and second anode trenches 86,88 can be made by laser ablation.

The first and second anode trenches 86,88 extend between the opposite longitudinal edges 1011,1012 of the battery in a direction perpendicular to the main plane of the battery so as to connect the two main vertical and parallel cavities 82 of each slot 80, hereinafter called anode slot.

The horizontal channel 84 on the one hand and the first and second horizontal anode trenches 86,88 on the other hand, are mutually symmetrical in top view, with respect to the median axis of the Hs, which is denoted XH.

The anode sheet 2 obtained after the production of slots 80 and notches forming the first and second horizontal anode trenches 86,88 is referred to below as the second notched anode sheet.

We notice

• Heo the height of the entire slot, which is typically between 0.25 mm and 10 mm;

• Leo its width, which is typically between 0.25 mm and 10 mm;

• LS2 the width of each main vertical cavity, which is typically between 0.02 mm and 5 mm;

• H 84 the height of each channel, which is typically between 0.01 mm and 0.5 mm;

• D S 4 the difference in height between the top of the main vertical and parallel cavities 82 and the top of the horizontal channel 84, which is typically between 0.05 mm and 2 mm;

• H bb the height of each first horizontal anode trench 86, which is typically between 0.01 mm and 0.5 mm;

• D S6 the difference in heights between the base of the main vertical and parallel cavities 82 and the base of each first horizontal anode trench 86, which is typically between 0.05 mm and 2 mm.

Each cathode sheet 5 is also provided with different lines and rows of ladder-shaped grooves 61, provided in the same number as the ladder-shaped grooves 60. As shown in particular in FIG. 4, the structure of each ladder-shaped groove ladder 61 is substantially analogous to that of each ladder-shaped groove 60, namely that this ladder-shaped groove 61 comprises two main vertical cathode cavities 72, connected by a horizontal channel 74. The dimensions of the main cavities vertical cathodes 72 are identical to those of the main vertical anode cavities 82 and, similarly, the dimensions of the channels 74 are similar to those of the channels 84.

In top view, the main vertical cathodic cavities 72 are superimposed with those 82. The only differences between the ladder-shaped grooves 60 and 61 reside in the fact that the channels 74 are provided in the lower part and that the first and second horizontal cathodic trenches 76.78 are provided in the upper part. The

first 76 and second horizontal cathode trenches 78 are made on either side of cathode sheet 5 so that second horizontal cathode trench 78 is made in the extension of first horizontal cathode trench 76.

Les première et deuxième tranchées cathodiques 76,78 sont libres de tout matériau d’électrolyte ou de séparateur et de tout matériau de cathode. Ces première et deuxième tranchées cathodiques 76,78 sont réalisées de manière à enlever tout matériau d’électrolyte ou de séparateur, et tout matériau de cathode, et à laisser au moins une partie du substrat collecteur de courant cathodique définissant une zone de continuité du substrat plan collecteur de courant cathodique. Les première et deuxième tranchées cathodiques 76,78 peuvent être réalisées par ablation laser de façon connue en soi. Les première et deuxième tranchées cathodiques 76,78 s’étendent entre les bords longitudinaux 1011,1012 opposés de la batterie selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie de manière à relier les deux cavités principales verticales et parallèles 72 de chaque fente 70, appelée ci-après fente cathodique 70.

Comme le montre notamment la figure 4, le canal horizontal 74 d’une part et les première et deuxième tranchées cathodiques horizontales 76,78 d’autre part, sont mutuellement symétriques en vue de dessus, par rapport à l’axe médian des H, lequel est noté XH.

La feuille cathodique 5 obtenue après la réalisation de fentes 70 et d’entailles formant les première et deuxième tranchées cathodiques horizontales 76,78 est appelée ci-après feuille cathodique entaillée 5e.

On réalise ensuite un empilement I alterné d’au moins une feuille anodique entaillée 2e et d’au moins une feuille cathodique entaillée 5e, de manière à obtenir successivement au moins un substrat plan collecteur de courant anodique 10, au moins une couche d’anode 20, au moins une couche d’un matériau d’électrolyte 30 ou d’un séparateur imprégné d’un électrolyte 31 , au moins une couche de cathode 50, et au moins un substrat plan collecteur de courant cathodique 40.

L’empilement I alterné est réalisé de sorte que :

pour chaque fente anodique 80 d’au moins une feuille anodique entaillée 2e, les tranchées anodiques 86, 88 d’au moins la feuille anodique entaillée 2e, sont disposées dans le prolongement du canal horizontal cathodique 74 de la fente cathodique 70 de la feuille adjacente cathodique entaillée 5e selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie, et de sorte que,

pour chaque fente cathodique 70 d’au moins une feuille cathodique entaillée 5e, les tranchées cathodiques 76, 78, d’au moins la feuille cathodique entaillée 5e, sont disposées dans le prolongement du canal horizontal anodique 84 de la

fente anodique 80, de la feuille adjacente anodique entaillée 2e selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie.

On suppose que l’empilement, décrit ci-dessus, est soumis à des étapes visant à assurer sa stabilité mécanique globale. Ces étapes, de type connu en soi, incluent notamment le thermopressage des différentes couches. Comme on va le voir ci-dessous, cet empilement permet la formation de batteries individuelles, dont le nombre est égal au produit entre le nombre de lignes Y et le nombre de rangées X.

À cet effet, en référence à la figure 5, on a illustré trois lignes Ln-i à Ln+i, ainsi que trois rangées Rn-i à Rn+i. Conformément à l’invention, on réalise deux découpes Dn et D’n par ligne de fentes. Chaque découpe, qui s’effectue de manière traversante, à savoir qu’elle s’étend sur l’ensemble de la hauteur de l’empilement, est réalisée de manière connue en soi. À titre d’exemples non limitatifs, on citera la découpe par sciage, notamment la découpe en dés, la découpe par guillotine ou encore la découpe par laser.

Comme le montre notamment la figure 6. qui est une vue à plus grande échelle de l’une des rainures de la figure 5, chaque découpe est réalisée entre un canal respectif et l’extrémité en regard de la fente en forme de H. Dans ces conditions, en référence à cette figure 6, à titre d’exemples non limitatifs, on note :

• la distance Des entre la découpe Dn et la face en regard du canal horizontal 84 est comprise entre 0,05 mm et 2 mm, étant entendu que cette distance Des est inférieure ou égale à Ds4 ;

• la distance De entre la découpe D’n et la face en regard de la première tranchée anodique horizontale 86, comprise entre 0,05 mm et 2 mm, étant entendu que cette distance Dsz est inférieure ou égale à Ds6.

En référence à nouveau à la figure 5, chaque batterie finale est délimitée, en haut et en bas, par les deux découpes Dn et D’n et, à droite et à gauche, par les faces intérieures des cavités principales verticales et parallèles.

Sur cette figure 5 on a représenté de manière hachurée les batteries 1000 une fois découpées selon les lignes de découpe Dn et D’n. De plus, on a illustré avec un remplissage pointillé les zones 90 des feuilles de l’empilement, qui ne forment pas les batteries, alors que le volume des fentes est laissé en blanc.

Les figures 7 et 8 sont des vues en coupe, prises selon la ligne de coupe VII-VII qui s’étend au travers de la batterie. Sur la figure 7. seul l’agencement d’une feuille anodique entaillée 2e et d’une feuille cathodique entaillée 5e, l’une par rapport à l’autre, est représenté. Sur la figure 8. l’agencement alterné de deux feuilles anodiques entaillées 2e et de deux feuilles cathodiques entaillées 5e est représenté. Sur la même figure, on a référencé les zones 90, illustrées également en figure 5, qui correspondent à des chutes de matière, notamment des chutes de matériaux d’anodes, de cathodes et d’électrolyte ou de séparateur.

La feuille anodique entaillée 2e comprend un substrat plan collecteur de courant anodique 10 revêtu d’une couche d’anode 20, elle-même optionnellement revêtue d’une couche d’électrolyte 30 ou d’un séparateur 31 imprégné d’un électrolyte. Chaque feuille cathodique entaillée 5e comprend un substrat plan collecteur de courant cathodique 40 revêtu d’une couche active d’un matériau de cathode 50, elle-même optionnellement revêtue d’une couche d’électrolyte 30 ou d’un séparateur 31 imprégné d’un électrolyte. Afin d’éviter tout contact électrique entre deux couches actives de polarité opposée, i.e. entre la couche d’anode 20 et la couche de cathode 50, il est disposé au moins une couche d’électrolyte 30 ou d’un séparateur 31 imprégné ou ultérieurement imprégné d’un électrolyte entre la couche d’anode 20 et la couche de cathode 50. Sur la figure 7 est représentée une cellule élémentaire 100 comprenant successivement au moins un substrat plan collecteur de courant anodique 10, au moins une couche d’anode 20, au moins une couche d’un matériau d’électrolyte 30 ou d’un séparateur imprégné d’un électrolyte 31 , au moins une couche de cathode 50, et au moins un substrat plan collecteur de courant cathodique 40.

Each elementary cell 100 comprises a primary body 111, a secondary body 112 and a tertiary body 113. The secondary body 112 and the tertiary body 113 are arranged on either side of the primary body 111. Each of the primary 111, secondary 112 bodies and tertiary 113 successively comprises at least one planar anode current collector substrate 10, at least one anode layer 20, at least one layer of an electrolyte material 30 or of a separator impregnated with an electrolyte 31, at least at least one cathode layer 50, and at least one flat cathode current collector substrate 40. The succession of the different layers is the same for the primary 111, secondary 112 and tertiary 113 body; the anode layer of the primary body is opposite the anode layer of the secondary body and that of the tertiary body, the cathode layer of the primary body faces the cathode layer of the secondary body and that of the tertiary body, and the electrolyte or separator layer of the primary body faces the electrolyte or separator layer of the secondary body and that of the tertiary body. The secondary body 112 is separated from the primary body 111 by a notch 120 free of any material of anode, electrolyte, separator impregnated with an electrolyte, cathode and anode current collector substrate, so that said notch is extends from one

longitudinal edge 1011 to the opposite longitudinal edge of the battery 1012 in a direction perpendicular to the main plane of the battery.

The tertiary body 113 is separated from the primary body 111 by a recess 130 free of any material of anode, electrolyte, separator impregnated with an electrolyte, cathode and cathodic current collector substrate, so that the recess 130 extends from a longitudinal edge 1011 to the opposite longitudinal edge of the battery 1012 in a direction perpendicular to the main plane of the battery.

Furthermore, each notched anode sheet, respectively notched cathode, has ladder-shaped grooves. Each groove 60.61 comprises a horizontal channel 84.74, a first 86.76 and a second horizontal trench 88.78 like those shown in Figure 7. The first 86.76 and second horizontal trenches 88.78 are made on both sides other anodic / cathodic sheets so that the second horizontal trench 88.78 is made in the extension of the first horizontal trench 86.76. Furthermore, each 2nd notched anode sheet and 5th notched cathode sheet are arranged so that:

the first 86 and second horizontal anode trenches 88 are arranged in the extension of the horizontal cathode channel 74 of the ladder-shaped groove 61 present on the adjacent notched cathode sheet 5e, and in that the first 76 and second horizontal cathode trenches 78 are arranged in the extension of the anode horizontal channel 84 of the ladder-shaped groove 60 present on the adjacent anode notched sheet 2e.

This is a particularly advantageous characteristic of the invention, since it makes it possible to avoid the presence of a short-circuit at the level of the side edges of the battery, to avoid the presence of leakage current, and to facilitate the electrical contact points at the anode 1002 and cathode 1006 connection zones.

In sectional view, the main vertical cathode cavities 72 are superimposed with those 82. The only differences between the ladder-shaped grooves 60 and 61 reside in the fact that the channels 74 are provided in the lower part and that the first and second horizontal cathode trenches 76.78 are provided in the upper part. The first 76 and second 78 horizontal cathode trenches are made on either side of the cathode sheet 5 so that the second horizontal cathode trench 78 is made in the extension of the first horizontal cathode trench 76.

The first and second cathode trenches 76,78 are free of any electrolyte or separator material and of any cathode material. The first and second cathodic trenches 76,78 extend between the opposite longitudinal edges 1011,1012 of the battery in a direction perpendicular to the main plane of the battery so as to connect the two main vertical and parallel cavities 72 of each slot 70, hereinafter called cathodic slot 70.

As shown in particular in Figure 4, the horizontal channel 74 on the one hand and the first and second horizontal cathode trenches 76,78 on the other hand, are mutually symmetrical in top view, with respect to the median axis of the Hs, which is denoted XH.

The cathode sheet 5 obtained after the realization of slots 70 and notches forming the first and second horizontal cathode trenches 76,78 is hereinafter called notched cathode sheet 5e.

In FIGS. 7 and 8, it is noted that the cutout D'n is made both through the notched anode sheet and the notched cathode sheet, namely at a distance D75 from the channels of the ladder-shaped grooves 61 present on the 5th notched cathode sheets, which also corresponds to the distance Dez of the first 86 and second horizontal anode trenches 88 of the ladder-shaped grooves 60 present on the 2nd notched anode sheets. The cutout Dn is made both through the notched anode sheet and the notched cathode sheet, namely at a distance Des from the channels of the ladder-shaped grooves 60 present on the notched anode sheets 2e, which also corresponds to the distance D77 of the first 76 and second horizontal cathode trenches 78 of the ladder-shaped grooves 61 present on the notched cathode sheets 5e. The fact of making cuts Dn and D'n through the notched anode sheet and the notched cathode sheet is a particularly advantageous characteristic of the invention, since this makes it possible to improve the quality of the cut with regard to the prior art, as explained in greater detail below.

Application WO 2016/001584 describes stacks of several elementary cells, consisting of anode 2′ and cathode 5′ sheets stacked alternately and offset laterally (cf. FIG. 13). encapsulated in an encapsulation system 2095 to protect the cell of the battery 2000 from the atmosphere. The cutting of these encapsulated stacks making it possible to obtain unitary batteries, with bare anode 2002 and cathode 2006 connection zones, is carried out according to a cutting plane passing through an alternating succession of electrode and encapsulation system. Due to the difference in density between the electrode and the system

encapsulation of the battery of the prior art, the cut made according to this section plane induces a risk of tearing of the encapsulation system near the section plane, and thus the creation of short circuits. In application WO 2016/001584, during encapsulation, the encapsulation layer fills the interstices of the stack of sheets carrying U-shaped cutouts. This encapsulation layer introduced at these interstices is thick and does not adhere very well to the stack inducing this risk of tearing of the encapsulation system 2095 during subsequent cutting.

Selon la présente invention, ce risque est supprimé avec l’emploi de feuilles portant des rainures en forme d’échelle, car la structure mécanique thermopressée en forme d’échelle est extrêmement rigide aux abords de la découpe, du fait de la superposition alternée de feuilles cathodique et anodique. L’utilisation d’une telle structure rigide, avec l’emploi de feuilles portant des découpes en forme d’échelle, permet de réduire le nombre de défauts lors des découpes, d’accroitre la vitesse de découpe et ainsi d’améliorer le rendement de production des batteries.

Selon l’invention, les découpes D’n et Dn sont effectuées au travers des feuilles anodiques entaillées 2e et des feuilles cathodiques entaillées 5e de densité comparable induisant une découpe propre de meilleure qualité. De plus la présence d’échancrures 120 libres de tout matériau d’anode, d’électrolyte, de séparateur imprégné d’un électrolyte, de cathode et de substrat collecteur de courant anodique ainsi que la présence d’évidements 130 libres de tout matériau d’anode, d’électrolyte, de séparateur imprégné d’un électrolyte, de cathode et de substrat collecteur de courant cathodique, empêche tout risque de court-circuit et de courant de fuite.

En référence à la figure 9, on a illustré de manière éclatée l’une 1000 des batteries conformes à l’invention comprenant, à titre d’exemple non limitatif, trois cellules élémentaires 100, 100’, 100”. Chaque cellule élémentaire 100 comprend un corps primaire 111 , un corps secondaire 112 et un corps tertiaire 113. Le corps secondaire 112 et le corps tertiaire 113 sont disposés de part et d’autres du corps primaire 111. Chacun des corps primaire 111 , secondaire 112 et tertiaire 113 comprend successivement au moins un substrat plan collecteur de courant anodique 10, au moins une couche d’anode 20, au moins une couche d’un matériau d’électrolyte 30 ou d’un séparateur imprégné d’un électrolyte 31 , au moins une couche de cathode 50, et au moins un substrat plan collecteur de courant cathodique 40. Le corps secondaire 112 est séparé du corps primaire 111 par une échancrure 120 libre de tout matériau d’anode, d’électrolyte, de séparateur imprégné d’un électrolyte, de cathode et de substrat collecteur de courant anodique. L’échancrure 120 comprend soit une partie du canal 84 ci-après 84” et la première tranchée cathodique 76, soit une partie du canal 84 ci-après 84’ et la deuxième tranchée cathodique 78 comme représenté en figure 9. Les parties 84’ et 84” du canal horizontal 84 sont symétriques par rapport à l’axe médian AA du substrat collecteur de courant anodique. L’extrémité borgne de l’échancrure 120 de chaque cellule élémentaire définit une zone de continuité du collecteur de courant cathodique, de manière à permettre la prise de contact électrique au niveau de la zone de connexion cathodique 1006.

De manière analogue, le corps tertiaire 113 est séparé du corps primaire 111 par un évidement 130 libre de tout matériau d’anode, d’électrolyte, de séparateur imprégné d’un électrolyte, de cathode et de substrat collecteur de courant cathodique. L’évidement 130 comprend soit une partie du canal 74 ci-après 74” et la première tranchée anodique 86, soit une partie du canal 74 ci-après 74’ et la deuxième tranchée anodique 88 comme représenté en figure 9. Les parties 74’ et 74” du canal horizontal 74 sont symétriques par rapport à l’axe médian CC du substrat collecteur de courant cathodique. L’extrémité borgne de l’évidement 130 de chaque cellule élémentaire définit une zone de continuité du collecteur de courant anodique, de manière à permettre la prise de contact électrique au niveau de la zone de connexion anodique 1002.

Comme illustré en figure 9, chaque cellule élémentaire comprend des faces respectivement supérieures et inférieures, chaque face étant parallèle au plan principal de la batterie. On note que, chaque cellule élémentaire comprend un évidement 130 et une échancrure 120. L’évidement 130 est débouchant sur une première face, en l’occurrence inférieure de la cellule élémentaire 100 et possède une extrémité borgne qui laisse une zone de continuité du substrat plan collecteur de courant anodique 10. L’échancrure 120 est débouchante sur une deuxième face, en l’occurrence supérieure de la cellule élémentaire 100 et possède une extrémité borgne qui laisse une zone de continuité du substrat plan collecteur de courant cathodique 40. Les zones de connexion anodique 1002 et les zones de connexion cathodique 1006 sont de préférence latéralement opposées.

Comme illustré en figure 9, l’évidement 130 d’une cellule élémentaire 100 s’étend dans le prolongement de l’évidement 130 ménagé dans la cellule élémentaire 100’ adjacente située en-dessous de la cellule élémentaire 100, selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie. De manière analogue, l’échancrure 120 d’une cellule élémentaire 100’ s’étend dans le prolongement de l’échancrure 120 ménagé dans la cellule élémentaire adjacente 100” située en-dessous de la cellule élémentaire 100’, selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie.

Comme illustré en figure 9, le substrat plan collecteur de courant anodique 10 d’une cellule élémentaire 100’ peut être accolé au substrat plan collecteur de courant anodique 10 de la cellule élémentaire adjacente 100”. De manière analogue, le substrat plan collecteur de courant cathodique 40 d’une cellule élémentaire 100 peut être accolé au substrat plan collecteur de courant cathodique 40 de la cellule élémentaire adjacente 100’.

Dans un mode de réalisation avantageux, le substrat plan collecteur de courant anodique 10, respectivement cathodique 40, peut servir de collecteur de courant pour deux cellules élémentaires adjacentes, comme cela est notamment illustré en figure 7. Comme explicité précédemment, les deux faces du substrat plan collecteur de courant anodique 10, respectivement cathodique 40, sont revêtues d’une couche d’anode 20, respectivement d’une couche de cathode 50, et optionnellement d’une couche d’électrolyte 30 ou de séparateur 31 , disposé(e) sur la couche d’anode 20, respectivement sur la couche de cathode 50. Ceci permet d’accroitre le rendement de production des batteries. En référence désormais aux figures 10 à 12. on a illustré l’une 1000 des batteries conformes à l’invention. On note 1001 et 1005 les bords latéraux, 1011 et 1012 les bords longitudinaux de cette batterie.

Chaque batterie comprend au moins une cellule élémentaire 100. La cellule élémentaire 100 comprend un corps primaire 111 , un corps secondaire 112 et un corps tertiaire 113. Le corps secondaire 112 et le corps tertiaire 113 sont disposés de part et d’autres du corps primaire 111. Chacun des corps primaire 111 , secondaire 112 et tertiaire 113 comprend successivement au moins un substrat plan collecteur de courant anodique 10, au moins une couche d’anode 20, au moins une couche d’un matériau d’électrolyte 30 ou d’un séparateur imprégné d’un électrolyte 31 , au moins une couche de cathode 50, et au moins un substrat plan collecteur de courant cathodique 40. Le corps secondaire 112 est séparé du corps primaire 111 par une échancrure 120 libre de tout matériau d’anode, d’électrolyte, de séparateur imprégné d’un électrolyte, de cathode et de substrat collecteur de courant anodique. L’échancrure 120, dont la largeur L120 correspond à celle du canal 84 de la fente 80 (ou de la rainure en forme d’échelle 60) décrite ci-dessus, s’étend d’un bord longitudinal 1011 au bord longitudinal opposé de la batterie 1012 selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie. L’échancrure 120 comprend soit une partie 84” du canal 84 et la première tranchée cathodique 76, soit une partie 84’ du canal 84 et la deuxième tranchée cathodique 78 comme représenté en figure 7.

Le corps tertiaire 113 est séparé du corps primaire 111 par un évidement 130 libre de tout matériau d’anode, d’électrolyte, de séparateur imprégné d’un électrolyte, de cathode et de substrat collecteur de courant cathodique. L’évidement 130, dont la largeur L130 correspond à celle du canal 74 de la fente 70 (ou de la rainure en forme d’échelle 61) décrite ci-dessus, s’étend d’un bord longitudinal 1011 au bord longitudinal opposé de la batterie 1012 selon une direction perpendiculaire au plan principal de la batterie. L’évidement 130 comprend soit une partie 74” du canal 74 et la première tranchée anodique 86, soit une partie 74’ du canal 74 et la deuxième tranchée anodique 88 comme représenté en figure 7.

The width of the secondary body 112 corresponds to the distance D 85 /D 77 , as described with reference to FIGS. 6, 7 or 8. The width of the tertiary body 113 corresponds to the distance D 87 /D 75 , as described with reference in FIGS. 6, 7 or 8. In an advantageous embodiment, the distances Ds 5 /D 77 and Ds 7 /D 75 S are equal.

The singular structure of the battery according to the invention makes it possible to avoid the presence of a short-circuit at the level of the side edges of the battery, to avoid the presence of leakage current and to facilitate making electrical contact at the level of the zones of anode 1002 and cathode 1006 connection. Indeed, the presence of indentations 120 and recess 130 in the battery according to the invention prevents the lateral leakage of lithium ions and facilitates the balancing of the battery; the effective surfaces of the electrodes in contact with each other, and delimited by the notches 120 and the recesses 130 are substantially identical.

The effective surfaces of the electrodes of each elementary cell according to the invention are facing each other so that the notch 120 and the recess 130 delimit the side edges of the primary body 111 of each elementary cell. The blind end of the recess 130 of each elementary cell defines a zone of continuity of the anode current collector, so as to allow electrical contact to be made at the level of the anode connection zone 1002. The blind end of the notch 120 of each elementary cell defines a zone of continuity of the cathode current collector, so as to allow electrical contact to be made at the level of the cathode connection zone 1006.

Advantageously, after the stacking of the 2nd notched anode and 5th notched cathode sheets has been completed, the heat treatment of the latter allowing the assembly of the battery is carried out at a temperature between 50° C. and 500° C., preferably at a temperature below 350°C, and/or the mechanical compression of the stack of

notched anode and notched cathode sheets to be assembled is produced at a pressure of between 10 MPa and 100 MPa, preferably between 20 MPa and 50 MPa. In a particular embodiment, after the production of the stack and the step of heat treatment of the latter, the stack is encapsulated by depositing an encapsulation system to ensure the protection of the cell of the battery against -vis the atmosphere. The encapsulation system must be chemically stable, withstand high temperature and be impermeable to the atmosphere to play its barrier layer function. Advantageously, the stack of notched anode and notched cathode sheets according to the invention can be covered with a sequence, preferably z sequences, of an encapsulation system comprising:

- a first dense and insulating covering layer, preferably chosen from parylene, type F parylene, polyimide, epoxy resins, silicone, polyamide and/or a mixture thereof, deposited on the stack 2nd notched anode foils and 5th notched cathodic foils; and

- A second cover layer composed of an electrically insulating material, deposited by deposition of atomic layers on said first cover layer.

This sequence can be repeated z times with z ³ 1. This multilayer sequence has a barrier effect. The more the sequence of the encapsulation system is repeated, the greater this barrier effect will be.

Typically, the first covering layer is selected from the group formed by: silicones (deposited for example by impregnation or by plasma-assisted chemical vapor deposition from hexamethyldisiloxane (HMDSO)), epoxy resins, polyimide, polyamide, poly-para-xylylene (also called poly(p-xylylene), better known by the term parylene), and/or a mixture of these. This first covering layer makes it possible to protect the sensitive elements of the battery from its environment. The thickness of said first covering layer is preferably between 0.5 μm and 3 μm.

Different variants of parylene can be used. Advantageously, the first covering layer may be of type C parylene, of type D parylene, of type N parylene (CAS 1633-22-3), of type F parylene or a mixture of type C, D parylene. , N and/or F. Parylene is a dielectric, transparent, semi-crystalline material which has great thermodynamic stability, excellent resistance to solvents and very low permeability. Parylene also has barrier properties to protect the battery from its external environment. Battery protection is increased when this first covering layer is made from type F parylene. This first covering layer is advantageously obtained from the condensation of gaseous monomers deposited by chemical vapor deposition (CVD) on the surfaces, which makes it possible to have a conformal, thin and uniform covering of all the accessible surfaces. stacking. This first covering layer is advantageously rigid; it cannot be considered as a flexible surface.

The second covering layer is composed of an electrically insulating material, preferably inorganic. It is deposited by atomic layer deposition (ALD), so as to obtain a conformal covering of all the accessible surfaces of the stack previously covered with the first covering layer. The layers deposited by ALD are very fragile mechanically and require a rigid support surface to ensure their protective role. The deposition of a fragile layer on a flexible surface would lead to the formation of cracks, causing a loss of integrity of this protective layer. Moreover, the growth of the layer deposited by ALD is influenced by the nature of the substrate. A layer deposited by ALD on a substrate presenting zones of different chemical natures will have an inhomogeneous growth,

Les techniques de dépôt par ALD sont particulièrement bien adaptées pour recouvrir des surfaces présentant une forte rugosité de manière totalement étanche et conforme. Elles permettent de réaliser des couches conformales, exemptes de défauts, tels que des trous (couches dits « pinhole free », i.e. exempts de trous) et représentent de très bonnes barrières. Leur coefficient WVTR est extrêmement faible. Le coefficient WVTR (water vapor transmission rate) permet d’évaluer la perméance à la vapeur d'eau du système d’encapsulation. Plus le coefficient WVTR est faible plus le système d’encapsulation est étanche.

La deuxième couche de recouvrement peut être en matériau céramique, en matériau vitreux ou en matériau vitrocéramique, par exemple sous forme d'oxyde, de type AI2O3, de nitrure, de phosphates, d’oxynitrure, ou de siloxane. Cette deuxième couche de recouvrement présente, de préférence, une épaisseur comprise entre 10 nm et 50 nm.

Cette deuxième couche de recouvrement déposée par ALD sur la première couche de recouvrement permet d’une part, d’assurer l’étanchéité de la structure, i.e. d’empêcher la migration de l’eau à l’intérieur de l’objet et d’autre part de protéger la première couche de recouvrement, de préférence de parylène de type F, de l’atmosphère, notamment de l’air et de l’humidité, des expositions thermiques afin d’éviter sa dégradation. Cette deuxième couche de recouvrement améliore ainsi la durée de vie de la batterie encapsulée.

L’empilement des feuilles anodiques entaillées 2e et cathodiques entaillées 5e ainsi encapsulé dans cette séquence du système d’encapsulation, de préférence dans z séquences, peut ensuite être revêtu d’une dernière couche de recouvrement de manière à protéger mécaniquement l’empilement ainsi encapsulé et éventuellement lui conférer un aspect esthétique. Cette dernière couche de recouvrement protège et améliore la durée de vie de la batterie. Avantageusement cette dernière couche de recouvrement est également choisie pour résister à une température élevée, et présente une résistance mécanique suffisante pour protéger la batterie lors de son utilisation ultérieure. Avantageusement, l’épaisseur de cette dernière couche de recouvrement est comprise entre 1 pm et 50 pm. Idéalement, l’épaisseur de cette dernière couche de recouvrement est d’environ 10 pm à 15 pm ; une telle gamme d’épaisseur permet de protéger la batterie contre l’endommagement mécanique.

This last covering layer is preferably based on epoxy resin, polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyamide, polyurethane, silicone, sol-gel silica or organic silica. Advantageously, this last covering layer is deposited by dipping.

The stack of notched anode sheets 2e and notched cathode sheets 5e thus coated is then cut by any suitable means along the lines of cuts D′ n and D n so as to expose the anode and cathode connection zones and to obtain batteries unitary.

Terminations (electrical contacts) are added at the level where the cathodic, respectively anodic, connection zones are visible. These contact areas are preferably arranged on opposite sides of the stack of the battery to collect the current (lateral current collectors). The terminations are arranged on at least the cathodic connection zone and on at least the anode connection zone, preferably on the face of the coated and cut stack comprising at least the cathodic connection zone and on the face of the stack coated and cut comprising at least the anode connection zone.

The connection areas are metallized using techniques known to those skilled in the art, preferably by immersion in a conductive epoxy resin and/or a bath

of molten tin. Preferably, the terminations consist, in the vicinity of the cathodic and anodic connection zones, of a first stack of layers successively comprising a first layer of a material filled with graphite, preferably epoxy resin filled with graphite, and a second layer comprising metallic copper obtained from an ink filled with copper nanoparticles deposited on the first layer. This first stack of terminations is then sintered by an infrared flash lamp so as to obtain covering of the cathodic and anode connections by a layer of metallic copper.

Depending on the final use of the battery, the terminations may additionally comprise a second stack of layers placed on the first stack of terminations successively comprising a first layer of a tin-zinc alloy deposited, preferably by dipping in a bath of molten tin-zinc, in order to seal the battery at a lower cost and a second layer based on pure tin deposited by electrodeposition or a second layer comprising a silver-based alloy, palladium and copper deposited on this first layer of the second stack.

The terminations make it possible to take up the alternately positive and negative electrical connections on each of the ends. These terminations make it possible to make electrical connections in parallel between the various battery elements. For this, only cathodic connections come out on one end, and anode connections are available on another end.

The method according to the invention is particularly suitable for the manufacture of entirely solid batteries, ie batteries whose electrodes and electrolyte are solid and do not comprise a liquid phase, even impregnated in the solid phase.

The method according to the invention is particularly suitable for the manufacture of batteries considered as quasi-solid comprising at least one separator 31 impregnated with an electrolyte. The separator is preferably a porous inorganic layer having:

a porosity, preferably a mesoporous porosity, greater than 30%, preferably between 35% and 50%, and even more preferably between

40% and 50%,

pores with an average diameter D50 of less than 50 nm.

The thickness of the separator is advantageously less than 10 μm, and preferably between 2.5 μm and 4.5 μm, so as to reduce the final thickness of the battery without reducing its properties. The pores of the separator are impregnated with an electrolyte, preferably with a phase bearing lithium ions such as liquid electrolytes or an ionic liquid containing lithium salts. The “nanoconfined” or “nanotrapped” liquid in the porosities, and in particular in the mesoporosities, can no longer come out. It is bound by a phenomenon called here "absorption in the mesoporous structure" (which does not seem to have been described in the literature in the context of lithium ion batteries) and it can no longer come out even when the cell is put under vacuum. The battery is then considered as quasi-solid.

CLAIMS

1. Battery (1000) comprising at least one elementary cell (100), said elementary cell (100) successively comprising at least one planar anode current collector substrate (10), at least one anode layer (20), at least a layer of an electrolyte material (30) or a separator impregnated with an electrolyte (31), at least one cathode layer (50), and at least one planar cathode current collector substrate (40),

said battery (1000) comprising longitudinal edges (1011, 1012), a first lateral edge (1001) comprising at least one anode connection zone (1002) and a second lateral edge (1005) comprising at least one cathode connection zone ( 1006), said anode (1002) and cathode (1006) connection zones preferably being laterally opposite, characterized in that each elementary cell (100) comprises a primary body (111), a secondary body (112) and a tertiary body (113), said secondary body and said tertiary body being arranged on either side of said primary body, it being understood that each of the primary (111), secondary (112) and tertiary (113) bodies successively comprises at least one flat substrate anode current collector (10), at least one anode layer (20),at least one layer of an electrolyte material (30) or an electrolyte-impregnated separator (31), at least one cathode layer (50), and at least one planar cathode current collector substrate (40 ),

said secondary body (112) being separated from the primary body (111) by a notch (120) free of any anode material, electrolyte, separator impregnated with an electrolyte, cathode and anode current collector substrate, it being understood that said notch extends from one longitudinal edge (1011) to the opposite longitudinal edge of the battery (1012) in a direction perpendicular to the main plane of the battery, and

said tertiary body (113) being separated from the primary body (111) by a recess (130) free of any anode material, electrolyte, separator impregnated with an electrolyte, cathode and cathode current collector substrate, it being understood that said recess (130) extends from one longitudinal edge (1011) to the opposite longitudinal edge of the battery (1012) in a direction perpendicular to the main plane of the battery.

2. Battery (1000) according to claim 1, comprising a plurality of elementary cells, characterized in that all the indentations of each of the

elementary cells, are superimposed, in a direction perpendicular to the main plane of the battery, so that each flat cathodic current collector substrate collects the cathodic current of the elementary cell through the cathodic connection zone, and

that all the recesses of each of the elementary cells are superimposed, in a direction perpendicular to the main plane of the battery, so that each anode current collector plane substrate collects the anode current of the elementary cell through the connection zone anodic.

3. Battery according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises an encapsulation system completely covering four of the six faces of said battery, the two remaining faces comprising an anode connection zone and a cathode connection zone.

4. Battery according to the preceding claim, characterized in that the encapsulation system comprises:

at least one first covering layer, preferably chosen from parylene, type F parylene, polyimide, epoxy resins, silicone, polyamide, sol-gel silica, organic silica and/or a mixture of those here, placed on the battery,

at least one second covering layer composed of an electrically insulating material, deposited by deposition of atomic layers on said at least first covering layer,

it being understood that this sequence of at least a first cover layer and at least a second cover layer can be repeated z times with z ³ 1.

5. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that the anode connection zone and the cathode connection zone are covered by terminations.

6. Battery according to the preceding claim, characterized in that the terminations comprise:

a first layer of a graphite-filled material, preferably based on epoxy resin filled with graphite, placed on at least the cathode connection zone and/or at least the anode connection zone,

a second dense layer of copper metal disposed over the first layer of the termination system,

optionally, a third layer based on a tin-tin zinc alloy, placed on the second layer,

- Optionally, a fourth layer based on tin or based on an alloy of silver, palladium and copper, placed on the third layer of the termination system.

7. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that the width of said notch is between 0.01 mm and 0.5 mm.

8. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that the width of said recess is between 0.01 mm and 0.5 mm.

9. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that the width of the secondary bodies is between 0.5 mm and 20 mm.

10. Battery according to any one of the preceding claims, characterized in that it is a lithium ion battery.

11. A method of manufacturing a battery (1000), said battery comprising at least one elementary cell (100), said elementary cell (100) successively comprising at least one planar anode current collector substrate (10), at least one layer (20), at least one layer of electrolyte material (30) or electrolyte-impregnated separator (31), at least one cathode layer (50), and at least one substrate cathode current collector plane (40), said manufacturing method comprising:

(a) providing at least one sheet of planar anode current collector substrate (10) coated with an anode layer (20), and optionally coated with a layer of an electrolyte material (30 ) or a separator impregnated with an electrolyte (31), hereinafter called anode sheet (2), said anode sheet comprising at least one anode slot (80), said anode slot (80) comprising two main vertical anode cavities and parallel (82), which are connected in their upper part by an anode horizontal channel (84), substantially perpendicular to the two main anode cavities

vertical (82), these main vertical anode cavities being intended to delimit the longitudinal edges of the battery,

(b) providing at least one cathode current collector planar substrate sheet (40) coated with a cathode layer (50), and optionally coated with a layer of an electrolyte material (30) or a separator impregnated with an electrolyte (31), hereinafter called cathode sheet (5), said cathode sheet comprising at least one cathode slot (70), said cathode slot comprising two main vertical cathode and parallel cavities (72 ), which are connected in their upper part by a horizontal cathode channel (74), substantially perpendicular to the two main vertical cathode cavities (72), these main vertical cathode cavities being intended to delimit the longitudinal edges of the battery,

(c) the production of a first and a second notch, in the vicinity of each anodic slot (80), respectively cathodic (70) of at least the sheet supplied in step a), respectively in step b), so as to form anode trenches (86, 88), respectively cathode trenches (76, 78), in a direction perpendicular to the main plane of the battery and in a direction parallel to the anode horizontal channel (84), the anode slot (80), respectively to the cathode horizontal channel (74) of the cathode slot (70), it being understood that

o the first and second notches are made on either side of the anode sheet (2), respectively cathode (5), o the second notch is made in the extension of the first notch, and

o that the anode trenches (86, 88), respectively the cathode trenches (76, 78), obtained from the first and second notches are free of any electrolyte or separator material impregnated with an electrolyte and of any material of the anode, respectively are free of any electrolyte material or separator impregnated with an electrolyte and of any cathode material, and

o that said anode trenches (86, 88), respectively the cathode trenches (76, 78) extend between the opposite longitudinal edges (1011, 1012) of the battery in a direction perpendicular to the main plane of the battery so as to connect the two main vertical anode and parallel cavities of each anode slot (80), respectively to connect the two main vertical cathode and parallel cavities of each cathode slot (70), the sheet obtained after the realization of these notches being called hereinafter sheet notched anode (2nd), respectively notched cathode sheet (5th),

(d) producing an alternating stack (I) of at least one notched anode sheet (2e) and at least one notched cathode sheet (5e), ​​so as to successively obtain at least one flat current-collecting substrate anode (10), at least one anode layer (20), at least one layer of an electrolyte material (30) or an electrolyte-impregnated separator (31), at least one cathode layer (50), and at least one planar cathode current collector substrate (40); so that, for each anode slot (80) of at least one notched anode sheet (2e), respectively for each cathode slot (70) of at least one notched cathode sheet (5e), ​​the anode trenches (86 , 88) of at least the notched anode sheet, respectively the cathode trenches (76, 78),

(e) performing a heat treatment and/or mechanical compression of the stack of alternating sheets obtained in step d), so as to form a consolidated stack,

(f) the production of two cutouts (Dn, D'n) extending at least partially inside said anode slot (80), respectively cathode (70), according to a plane parallel to the horizontal anode channel (84) , respectively cathode (74), the first cutout extending between the anode horizontal channel (84) of the anode slot (80) and the end facing the longitudinal edges, while the second cutout extends between the horizontal channel cathode (74) of the cathode slot (70) and the end facing the longitudinal edges, so as to form a cut-out stack exposing at least the anode and cathode connection zones.

12. Method according to claim 11, characterized in that, after step (e), a step (g) of encapsulating the consolidated stack is carried out, by depositing: at least a first covering layer, preferably chosen from parylene, type F parylene, polyimide, epoxy resins, silicone, polyamide, sol-gel silica, organic silica and/or a mixture thereof, on the battery, and then

at least one second covering layer composed of an electrically insulating material, deposited by deposition of atomic layers on said at least first covering layer,

it being understood that the sequence of at least a first covering layer and at least a second covering layer can be repeated z times with z ³ 1.

13. Method according to any one of claims 11 or 12, characterized in that, after step (f), the battery terminations are produced by successively depositing on at least the anode and cathode connection zones: a first layer of a material filled with graphite, preferably based on epoxy resin filled with graphite,

a second dense layer of copper metal disposed over the first layer of the termination system, and

optionally, a third layer based on a tin-tin zinc alloy, placed on the second layer of the termination system,

optionally, a fourth layer based on tin or based on an alloy of silver, palladium and copper, placed on the third layer of the termination system.

14. Method according to any one of claims 1 1 to 13, characterized in that the two notches made in step (d) forming trenches (76, 78, 86, 88) are made by laser ablation.

15. Method according to any one of claims 10 to 14, characterized in that each cut is made by laser.

16. Method according to any one of claims 11 to 15, characterized in that each elementary cell defines on a first face, a zone of

continuity of the planar anode current collector substrate and an opening notch (120), and on the opposite face, a zone of continuity of the planar cathode current collector substrate and an opening recess (130).

17. Method according to any one of claims 11 to 16, characterized in that the zone of continuity of the anode current collector plane substrate is located opposite the notch (120), and the zone of continuity of the collector plane substrate cathodic current is located opposite the recess (130) in a direction perpendicular to the plane of the battery.

18. Method according to any one of claims 11 to 17, characterized in that:

O the planar anode current collector substrate is the anode current collector substrate of two adjacent elementary cells, and in that o the planar cathode current collector substrate is the cathode current collector substrate of two adjacent elementary cells j