Fatigue des batteries Li-ion dans le cadre d'une utilisation véhicule électrique : impact des conditions d'utilisation sur le vieillissement

Fatigue of Li-ion batteries used as power systems for electric vehicle

• Auteur / Autrice : Christophe Dudezert
• Direction : Sylvain Franger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Claude Marchand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Marchand, Sylvain Franger, Jean-Paul Diard, Olivier Hubert, Hélène Burlet, Philippe Gyan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Paul Diard, Olivier Hubert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Véhicules électriques

Automobiles -- Batteries

Mots clés libres

Batteries Li-ion

Vieillissement

Fatigue éléctrochimique

Résumé

L'essor des batteries Li-ion, ces dernières décennies, a largement contribué à la mise en place de standards en termes de mobilité. La course à la miniaturisation et à la performance a alors priviligié l'élaboration de systèmes de stockages sûrs et à fortes autonomies plutôt que durables. L'utilisation de ces batteries, dans le cadre d'une application automobile, pour lesquels les cycles de vie se définissent sur des périodes de 6 à 15 ans, bouscule ces standards. Vis-à-vis de cette application, le vieillissement est devenu un critère de premier plan dans le choix d'une technologie. De ce constat naît la nécessité de developper des outils théoriques et expérimentaux capables d'évaluer et de garantir une durée de vie en service de la batterie. Étant donné la diversité des usages automobiles, la nécessité d'une caractérisation rapide et la complexité inhérente aux systèmes Li-ion, la problématique du vieillissement d'une "batterie véhicule" a été abordée selon une approche "fatigue" électrochimique, inspirée des études de fatigue mécanique.

The development of Li-ion, in recent decades has contributed to the establishment of standards in terms of mobility. The demand for miniaturization and performance then favored the develpment of secure storage systems and high autonomy, rather than sustainable. The use of these batteries, as part of an automotive appliaction, for which cycle life are defined for periods of 6 to 15 years, pushes the standards. For this application, aging has become a leading criterion in choosing a technology. From this observation arises the need to develop theorical and experimental tools able to assess and ensure a long service life of the battery. Given the diversity of uses in automotive domain, the need for rapid characterization and complexity inherent in the Li-ion systems, the aging problem of a "vehicle powertrain" has been addressed by an elctrochemical "fatigue" approach inspired from mechanical fatigue studies.