Les fondamentaux du vieillissement physico-chimique des batteries au lithium

Programme

Programme asynchrone à suivre avant le cours en synchrone/présentiel

• VIDÉOS

  • Vidéo n°1 « Les enjeux de la batterie ».
  • Vidéo n°2 « Qu’est-ce qu’une pile ? ».
  • Vidéo n°3 « Comment est constituée une batterie ? ».
  • Vidéo n°4 « Les types de batteries ».
  • Vidéo n°5 « Le vieillissement des batteries ».
  • Vidéo n°6 « L’équilibrage des batteries ».
  • Vidéo n°7 « Alternatives aux Li-ion : autres chimies ».
  • Vidéo n°8 « Alternatives aux Li-ion : Li-ion plus intelligentes ».

Programme en synchrone/présentiel

• INTRODUCTION AU VIEILLISSEMENT BATTERIES : LES BASES - Durée : 1 Jour

  • Conception cellule au lithium associée à la durabilité.
  • Principe de fonctionnement (vidéo).
  • Principales grandeurs physiques.
  • Principaux constituants et conception pour la durabilité : Formulation spécifique de la matière active - Électrolytes et additifs.
  • Design interne des électrodes et du séparateur.
  • Résumé.
  • Modes et mécanismes de vieillissement.
  • Modes de dégradation.
  • Description des principaux phénomènes de vieillissement.
  • Mécanismes de vieillissement et leurs interdépendances.
  • Causes, effets et conséquences.
  • Principaux facteurs de vieillissement.
  • Vieillissement spécifique à certaines chimies (Silicium, lithium métal, etc.).
  • Vieillissement anormal, défaillance et mort subite.
  • Résumé.
  • Caractérisation du vieillissement.
  • Principaux indicateurs d’état de santé.
  • Vieillissement accéléré et plan d’expériences optimal.
  • Protocoles d’essais de vieillissement.
  • Protocoles de caractérisation périodique.
  • Résumé.
  • Introduction au diagnostic de l’état de santé d’une cellule.
  • Utilité du diagnostic de l’état de santé.
  • Techniques de diagnostic embarquées et débarquées.
  • Introduction à l’analyse ante-mortem et post-mortem.
  • Résumé.

• DEVELOPPEMENT DE MODELE DE VIEILLISSEMENT - Durée : 1 Jour

  • État de l’art modèles de vieillissement.
  • Les modèles physique.
  • Les modèles semi-empiriques.
  • Couplage électrothermique et vieillissement.
  • Résumé.
  • Dispersions du vieillissement.
  • Dispersions de fabrication et dispersions intrinsèques.
  • Dispersions liées à l’intégration des cellules dans le système.
  • Dispersions liées aux conditions d’usage.
  • Prise en compte des dispersions dans la modélisation.
  • Introduction à la durabilité et étude garantie.
  • Résumé.
  • Calibration d’un modèle de vieillissement semi-empirique.
  • Identification de la loi de vieillissement.
  • Identification de la loi de vitesse de dégradation.
  • Calibration d’un modèle calendaire.
  • Calibration d’un modèle de cyclage.
  • Mise au point du modèle de vieillissement total.
  • Résumé.

• TRAVAUX DIRIGES : MODELISATION ET SIMULATION SUR UN CAS D’USAGE - Durée : 1 Jour

  • Analyse critique d’un article de référence.
  • Critique du plan d’expérience.
  • Critique des protocoles de caractérisation.
  • Critique du modèle développé dans l’article et des résultats de simulations.
  • Résumé.
  • Développement d’un modèle de vieillissement.
  • Étude d’une base de données d’essais de vieilissement.
  • Indentification de la loi temporelle.
  • Identification de la loi de vitesse de dégradation.
  • Exercice équivalent sur la base de la résistance.
  • Résumé.
  • Couplage simplifié entre électrothermique et vieillissement.
  • Mise au point d’un modèle électrothermique simplifié.
  • Couplage fort électrothermique et vieillissement.
  • Introduction des dispersions dans le modèle.
  • Résumé.
  • Simulation d’un cas d’usage.
  • Simulation sur trois profils d’usage.
  • Étude de l’impact de la température sur le vieillissement.
  • Introduction à la notion de durabilité et garantie pack.
  • Résumé.