Génération de gaz dans les batteries Li-ion : compréhension des mécanismes et propositions de contremesures

par Ana cristina Martinez maciel

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Stephane Laruelle.

Thèses en préparation à Amiens , dans le cadre de École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens) , en partenariat avec Groupe Renault (entreprise) depuis le 19-01-2018 .


  • Résumé

    Les batteries Li ion sont présentes dans tous les projets de véhicules électrifiés Renault. Lors de leur utilisation, l’électrolyte liquide se dégrade au cours du temps et forme du gaz. Ce gaz n’est pas seulement pénalisant pour les performances de la batterie (augmentation de la résistance interne…), mais il induit également des contraintes mécaniques au niveau des modules, pouvant aller jusqu'à leur endommagement. Pour contourner ce problème, les fournisseurs de batteries agissent au niveau des matériaux actifs (coating, doping) ainsi qu’au niveau de l’électrolyte en ajoutant des additifs. Cependant, cette approche empirique ne permet pas d’atteindre un niveau de compréhension satisfaisant permettant de maitriser et de prévoir le comportement de la cellule en vieillissement. Cette donnée est essentielle car elle conditionne non seulement la prévision des propriétés de la batterie au cours du temps, mais aussi le design des modules et des packs. La thèse permettra d’étudier, dans un premier temps, les mécanismes physico chimiques menant à la formation du gaz, et ce, pour les chimies actuellement utilisées, mais aussi pour celles en cours de développement. Dans un second temps, des approches permettant de limites ou de supprimer la génération de gaz seront proposées, notamment au niveau des additifs d’électrolytes.

  • Titre traduit

    Gas generation inside Li-ion batteries : the understanding of the mechanism and proposition of countermeasures


  • Résumé

    Li-ion batteries are present in almost every electric vehicle. During their use, the liquid electrolyte degrades over time and forms gas. This gas is not only penalizing for the performance of the battery (increase of the internal resistance...), but it also induces mechanical stresses at the level of the modules, leading to their damage. In this same context, this thesis work will allow to study, at first, the physicochemical mechanisms leading to the gas evolution (for the currently used chemistries and those under development); and secondly, it will involve the proposition of approaches to limit or eliminate the gas, especially at the level of electrolyte additives.