Défi technologique : Stockage électrochimique d'énergie dont les batteries pour la transition énergétique (en savoir +)
Département : Département de l'Electricité et de l'Hydrogène pour les Transports (LITEN)
Laboratoire : Laboratoire Prototypage et Procédés Système
Date de début :
Localisation : Grenoble
Code CEA : SL-DRT-23-0749
Contact : remy.panariello@cea.fr
Un pack batterie est un assemblage électromécanique de cellules ; cellules dont le design est subi par le concepteur de pack, qui doit composer avec ses avantages et ses inconvénients. Dans une optique d'écoconception du pack, on cherche notamment : à rendre le pack le plus démontable possible (pour faciliter la maintenance, le recyclage ou la seconde vie d'éléments de batterie), à limiter la quantité de pièces environnantes, ou à freiner le vieillissement en facilitant la régulation thermique. Les formats de cellules classiques ne rendent pas la chose facile. Il est généralement nécessaire de créer une structure de maintien mécanique (souvent collée), de souder de manière irréversible les cellules entre elles par le biais de busbars, ou encore de rapporter des circuits extérieurs de gestion thermique. De nombreuses pièces supplémentaires, et des procédés souvent irréversibles, qui ne vont pas dans le sens d'une écoconception facilitée. Si on repart d'une feuille blanche, comment concevoir une enveloppe externe de cellule de manière à faciliter l'éco-conception d'un pack batterie? On cherchera à évaluer l'influence sur l'impact environnemental du pack de différents paramètres de conception de la cellule tels que : forme (cylindrique, prismatique, autres?), ajout de connexions électriques, ajout d'éléments de fixation mécanique, ajout de composants thermiques ou d'instrumentation, facilité de démantèlement. En s'appuyant sur plusieurs cas d'application (notamment automobile), on explorera différentes solutions technologiques - existantes ou à développer, puis on cherchera les solutions optimales d'un point de vue environnemental (critères : CO2 et déplétion des ressources) ; tout en restant dans des limites d'acceptabilité en terme de coûts, ou encore de sécurité. Si une part importante du travail consistera à trouver les outils d'évaluation et d'optimisation multicritères, on cherchera également à valider par l'expérience et par le prototypage (à l'échelle module) certaines des solutions les plus prometteuses.
