Augmentation de la taille des électrodes pour les batteries de nouvelle génération
Pour faire progresser l’électromobilité en Europe, le projet IntelLiGent(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, met au point des batteries lithium-ion durables et à haute tension, dotées d’une densité énergétique accrue, d’une charge plus rapide et d’une durée de vie plus longue. Aujourd’hui, le projet a franchi un point important dans les efforts déployés pour augmenter la production de nouvelles technologies de cellules de batteries, en parvenant à produire des rouleaux d’électrodes à forte charge sans solvants toxiques. Comme l’indique un article(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) publié par le coordinateur du projet IntelLiGent, SINTEF (Norvège), la fabrication d’électrodes de batterie est un obstacle majeur aux efforts visant à augmenter la production de cellules de batterie. Elle est essentielle pour permettre à l’industrie européenne de devenir autosuffisante en matière d’approvisionnement en batteries. Les couches d’électrodes développées dans le cadre d’IntelLiGent se composent de cathodes en oxyde de lithium nickel manganèse (LNMO) et d’anodes en graphite de silicium. Les chercheurs de SINTEF travaillant dans le cadre du projet ont maintenant réussi à augmenter la production de ces couches d’électrodes jusqu’à des rouleaux de plus de 100 mètres de long, avec des revêtements d’électrodes sur deux faces et une précision d’épaisseur allant jusqu’à un millième de millimètre. Dans un souci de durabilité, l’anode et la cathode ont été traitées sans utiliser de N-Méthyl-2-pyrrolidone, un solvant dangereux couramment utilisé dans l’industrie des batteries. Au lieu de cela, l’équipe du projet a utilisé des liants aqueux pour préparer les électrodes à forte charge de manière plus durable. Ces rouleaux d’électrodes seront découpés en feuilles plus petites et assemblés en cellules de poche multicouches pour les tests électrochimiques. Certaines cellules seront testées individuellement et d’autres seront utilisées pour assembler un module de batterie plus important. «C’est une belle réussite pour notre groupe», remarque Nils Peter Wagner, gestionnaire de projet et chercheur principal à SINTEF. «Il s’agit de l’un des premiers exemples européens de mise à niveau de cathodes LNMO traitées à l’eau et à forte charge, ainsi que de l’une des premières productions d’électrodes à plus grande échelle en Norvège. Il faut espérer que cette initiative sera l’étincelle nécessaire pour que la recherche norvégienne sur les batteries s’oriente vers la fabrication industrielle de cellules au niveau local.»
Il faut un village
Différents partenaires du projet IntelLiGent ont contribué à cette réalisation. La société danoise Topsoe a fourni le matériau LNMO pour les cathodes, tandis que le fabricant norvégien Vianode a fourni le matériau d’anode silicium-graphite. Le groupe de polymères de SINTEF a contribué à l’élaboration de nouvelles solutions de liants pour les deux boues d’électrodes, et l’Institut autrichien de technologie a aidé à mettre à l’échelle ces différentes chimies d’électrodes. Par la suite, Millor Energy Solutions en Espagne préparera un module de batterie à partir des cellules assemblées à partir de ces électrodes, une étape importante pour démontrer le potentiel de la technologie. «La mise à l’échelle des électrodes de batterie n’est pas chose simple, et le traitement à base d’eau à des charges élevées s’est avéré très difficile», commente Nils Peter Wagner. «Il s’agit d’une étape importante pour le projet, car la qualité de l’électrode se répercute directement sur la qualité des cellules de batterie qui seront assemblées dans les mois à venir.» Afin de stimuler le développement de batteries plus performantes en Europe, le projet IntelLiGent (Innovative and Sustainable High Voltage Li-ion Cells for Next Generation (EV) Batteries) a mis au point deux outils numériques pour optimiser la conception des batteries et rationaliser le stockage et l’analyse des données de recherche sur les batteries. Le premier outil, PyBOP(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), est un progiciel de modélisation qui fournit des méthodes d’estimation et d’optimisation des paramètres du modèle de batterie. Le second est le IntelLiGent Battery Knowledge Navigator(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), une plateforme avancée conçue pour la gestion et l’analyse des données relatives aux batteries. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet IntelLiGent(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)