Sécuriser les batteries haute énergie
La technologie lithium-ion à base de nickel, manganèse et cobalt (NMC) est aujourd'hui la référence du marché pour les batteries à haute densité d'énergie. Si elle offre d'excellentes performances électrochimiques, elle soulève encore des enjeux critiques en matière de sécurité.
En cas de défaut, les cellules NMC peuvent subir un emballement thermique lié à la dégradation du matériau de l'électrode positive et à la libération de gaz inflammables. Le projet SAGELi ambitionne de répondre à cette problématique en explorant de nouveaux matériaux d'électrode positive, moins sensibles à ce type de phénomène.
Explorer des matériaux innovants, réduire la criticité
Les partenaires du projet concentrent leurs efforts sur deux classes de matériaux prometteurs, tous deux à base d'oxydes de manganèse :
- Des oxydes riches en lithium, capables de fournir une densité énergétique compétitive tout en améliorant la stabilité thermique ;
- Des matériaux de type "rock salt" (cDRS), sans nickel, qui permettraient de s'affranchir de ce métal critique, tout en conservant des performances adaptées aux besoins de la mobilité.
Le CEA mobilise une expertise de plus de dix ans
Le CEA-Liten travaille depuis plus de dix ans sur la synthèse, la caractérisation et l'intégration de ces nouveaux matériaux actifs. Cette expertise sera pleinement mobilisée dans le cadre du projet SAGELi, à travers la production et l'étude de cellules prototypes intégrant ces nouvelles cathodes.
Pour évaluer la stabilité thermique de ces cellules, le CEA déploiera un outil original d'évaluation de l'emballement thermique, baptisé Flash Thermal Test. Ce dispositif expérimental innovant permet d'analyser le comportement thermique de très faibles quantités de matériaux électrochimiques, tout en extrapolant les résultats à l'échelle d'une cellule complète. Il apportera un éclairage précieux sur le vieillissement et la sûreté des matériaux tout au long de leur cycle de vie.
Une contribution stratégique à la batterie de demain
En participant au projet SAGELi, le CEA réaffirme son engagement dans le développement de batteries plus sûres, plus durables et plus compétitives, au service de la transition énergétique.
Nos infrastructures de R&D et notre expertise unique en matériaux pour batteries seront des atouts déterminants pour relever les défis de sécurité et de durabilité des batteries lithium-ion.