Analyse multifonction sur électrodes pour batteries de voitures électriques – Aperçu pratique
La révolution en matière de mobilité est une réalité depuis longtemps et apporte son lot de défis pour la production de cellules de batterie. Les électrodes revêtues, c’est-à-dire l’anode et la cathode, représentent une composante importante à l’origine du passage du courant dans les batteries lithium-ion. Les écarts les plus minimes à la fabrication ou dans le comportement des cellules peuvent influer sur la performance et la durée de vie de la batterie.
Exigences relatives aux électrodes
La production de ces électrodes impose des exigences élevées, en particulier dans la production en série :
- Des épaisseurs de couche précises doivent être conservées en continu sur de grandes longueurs de bande.
- Un revêtement homogène est primordial pour la performance électrique.
- La stabilité mécanique doit être garantie malgré la densité énergétique élevée.
- L’adaptabilité des processus du laboratoire à la production en grande série est souvent essentielle.
Cette complexité exige des méthodes d’essai innovantes et c’est précisément à cette étape que le Multifunctional Cell Component Analyzer (MCCA) de ZwickRoell entre en jeu.
Fonctionnalités et avantages du MCCA
Lors d’un cycle d’essai, le MCCA mesure simultanément la variation d’épaisseur (TUC) et la résistance électrique (RUC). Cette opération est possible grâce à trois capteurs de course haute résolution, une unité de nivellement pour la montée en pression plan-parallèle ainsi que des plateaux de compression dorés spécialement développés. Cela permet de réaliser une mesure de résistance fiable.
Le fonctionnement des batteries génère un effet connu : le « Battery Swelling » ; un gonflement et un dégonflement périodiques du volume des cellules lors de la charge et de la décharge. Cette modification de volume génère une contrainte mécanique sur les couches individuelles susceptible de provoquer des pertes de puissance sur plusieurs cycles, voire des dommages. Le MCCA permet d’analyser précisément cet effet sur les plus petits composants de cellule, par exemple les « Coin Cells ». Cela constitue un énorme avantage pour le développement de matériaux et l’optimisation des constructions de cellule.
Logiciel intelligent intégré
Grâce à son intégration dans le logiciel d’essai testXpert, l’utilisation du MCCA est particulièrement conviviale : tous les déroulements d’essai sont pré-programmés ; un clic suffit pour démarrer l’analyse. Cela permet non seulement de garantir une reproductibilité élevée des résultats, mais également de gagner du temps et de faciliter son utilisation au quotidien dans le laboratoire.
Conclusion
Les exigences associées aux batteries modernes ne cessent d’augmenter, tout comme les besoins en technique de mesure précise. Le MCCA de ZwickRoell apporte la clarté nécessaire à l’analyse d’électrodes revêtues et de prototypes d’empilement de cellules. Que ce soit dans le domaine de la recherche ou du contrôle de production, il est difficile de passer à côté de ce type d’analyse multifonction lorsque l’on cherche à fabriquer des batteries performantes et sûres à long terme.
En savoir plus. Des essais plus performants. Pour les batteries de demain.
À PROPOS DE L’AUTEUR :
Responsable du développement commercial dans l’électrification automobile
En plus de 20 ans, Aleksander Koprivc a occupé diverses fonctions de direction au niveau international au sein du groupe ZwickRoell. Suite à l’obtention de son diplôme d’ingénieur en construction mécanique à Karlsruhe, puis de sa Licence d’ingénieur en mécatronique et de son Master en management international, il a fait ses premières armes en tant qu’ingénieur d’application en Allemagne et en France. Au sein du groupe ZwickRoell, il a notamment assuré la direction des ventes en France et en Espagne ainsi que la direction générale des deux sociétés nationales. Il est aujourd’hui responsable du développement commercial dans le secteur de l’électrification automobile après plusieurs années à la tête du département automobile.