FREN
courbe en fond

Plateformes de Prétransfert

Personnel impliqué


Sébastien Cavalaglio                                                   Sylvie Grugeon

Jérémy Come                                                               Stéphane Laruelle

Rénald David                                                                Mathieu Morcrette

Grégory Gachot                                                            Christine Surcin

Objectifs et possibilités

La plateforme de pré-transfert du RS2E est installée au LRCS depuis 2014. Elle comprend notamment des expertises en sécurité, upscale des matériaux et en prototypage de batteries au format industriel 18650 (utilisé dans les voitures électriques Tesla par exemple). Son but est de permettre à nos chercheurs de tester avec une forte répétabilité et à un niveau préindustriel les découvertes issues de leurs recherches fondamentales et appliquées.

La plateforme de prototypage prend ses racines dans un projet de 1999 de Mathieu Morcrette et Jean-Marie Tarascon. Il s’agissait de tester à Amiens des nouveaux matériaux de batteries, de développer des techniques in situ, et de former les chercheurs français. Cette mutualisation des efforts et des compétences s’est naturellement poursuivie avec la création du RS2E (Réseau sur le stockage électrochimique de l’énergie) en 2011. Depuis, la plateforme s’est d’avantage structurée avec le recrutement de trois ingénieurs (2 CNRS, 1 UPJV) et le financement d’appareils de prototypage lourds achetés chez des spécialistes coréens.

Le projet repose sur une machine d’enduction, une calandreuse et une bobineuse financés par le RS2E, l’ex-région Picardie et le FEDER pour un montant de 600.000€. Ils permettent d’automatiser la fabrication de batteries prototypes.

Dans le Hub de l’énergie, plusieurs salles seront dédiées à ces équipements dont une salle sèche (à hygrométrie contrôlée) ou sera placée la bobineuse.

   

Upscale

Sécurité

L’enjeu concernant la sécurité des batteries, est de comprendre les relations entre les composants de la batterie, ainsi que la nature, la quantité et la toxicité éventuelle des composés pouvant être formés en conditions abusives d’utilisation.De plus ces batteries peuvent être sujettes à des problèmes de durabilité et de vieillissement. Ces deux phénomènes proviennent de l’interaction entre les matériaux qui constituent les électrodes et l’électrolyte, principalement des réactions d’oxydo-réduction synonymes de formation de produits de dégradation.

Ci-contre: Gaz issus de la réaction d’un électrolyte et d’un matériau chargé à différentes températures.

Afin d’étudier ces phénomènes, nous avons mis au point des protocoles expérimentaux qui rendent possible la caractérisation (par analyses ESI-HRMS, GC/MS, GC/FTIR/MS) d’un grand nombre de ces produits.


Puis des études mécanistiques de leur formation permettent des avancées significatives dans la compréhension des phénomènes de dégradation des électrolytes.

Ci-contre : Mécanisme de dégradation global d’un électrolyte.

Formation

Dans le cadre des formations entreprises du CNRS, le LRCS propose chaque année une formation sur la "Fabrication de batteries Li-ion : de la formulation à la fabrication de prototypes pré-industriels".

Les objectifs sont de maîtriser les paramètres intervenant sur les performances des solides utilisés ainsi que les différentes étapes de fabrication d'une batterie Li-ion et de savoir formuler une nouvelle composition d'électrode et interpréter la courbe électrochimique d'une batterie Li-ion.

La formation comprend 10h de cours et 22h de travaux pratiques.


M. Morcrette, S. Cavalaglio, S. Grugeon et C. Surcin interviennent dans cette formation.

 

Cette année, le stage aura lieu du 15/05/2017 au 19/05/2017.

Pour plus de détails, rendez-vous sur le site du CNRS

Equipements

Bobineuse

Responsable/Contact : Sébastien Cavalaglio


Nom de l'équipement : Bobineuse

Broyeur Retsch RM200

Responsable/Contact : Virginie Viallet

Nom de l'équipement : Broyeur

Nom du fabriquant : Retsch

Références modèle : RM200

Financement : ANR SOLIBAT – 7199 €

Date d'arrivée au labo : 05/2014

Utilisation au LRCS et spécificités :

  • Mortier et pilon en agate.
  • Mélange et homogénéisation de poudres, de suspensions et de pâtes.
  • Broyage à l’état sec ou humide.
  • Résultats reproductibles grâce au réglage de la pression du pilon.

Calandreuse

Responsable/Contact : Sébastien Cavalaglio

Nom de l'équipement : Calandreuse

Nom du fabriquant : People and Technology INC.

Références modèle : BPN-250

 

 

Dispermat

Responsable/Contact : Sébastien Cavalaglio

Nom de l'équipement : Dispermat

Nom du fabriquant : VMA-GETZMANN

Références modèle : CV3-PLUS

Utilisation au LRCS et spécificités :

Outil de dispersions, mélanges, homogénéisateur

Encocheuse

Responsable/Contact : Sébastien Cavalaglio

Nom de l'équipement : Encocheuse – Grooving Machine

Nom du fabriquant : MTI

Références modèle : MSK500

Enducteur

Responsable/Contact : Sébastien Cavalaglio

Nom de l'équipement : Enducteur

GC/BID

Responsable/Contact : Grégory Gachot

Nom de l'équipement : Gas Chromatography - Barrier Ionization Discharge (BID) detector

Nom du fabriquant : Shimadzu

Références modèle : BID-2010 Plus

Financement : 34000€  par CPER

Date d'arrivée au labo : 03/2016

Utilisation au LRCS et spécificités :

  • Utilisation : Quantification des composés de dégradation des électrolytes en phase gazeuse ou en solution.
  • Spécificités : Appareil permettant la séparation en phase gazeuse des composés à analyser, équipé d’un détecteur universel d’une très grande sensibilité permettant des mesures reproductibles.

Soudure par Résistance

Responsable/Contact : Sébastien Cavalaglio

Nom de l'équipement : Welding resistance

Nom du fabriquant : Amada Miyachi Unitek

Références modèle : Series 180

Table d’Enduction

Responsable/Contact : Sébastien Cavalaglio


Nom de l'équipement : Table d’Enduction

Nom du fabriquant : Elcometer

Références modèle : 4340

Viscosimètre

Responsable/Contact : Sébastien Cavalaglio


Nom de l'équipement : Viscosimètre

Nom du fabriquant : MYR

Références modèle : VR3000

Utilisation au LRCS et spécificités: Mesure de viscosité dynamique (20 cP à 40.106 cP ; -15°C à 180°C)

Partenaires