Stockage d’électricité : une usine de recherche pour les batteries lithium-ion

 

L’utilisation généralisée des batteries lithium-ion dans les véhicules électriques et pour le stockage stationnaire d’électricité pourraient contribuer à une grande avancée de la transition énergétique allemande. Cependant, le manque de rentabilité et les performances limitées de ces dispositifs empêchent encore leur arrivée sur le marché. C’est pour cette raison que l’Institut technologique de Karlsruhe (Bade-Wurtemberg) a mis au point une « usine de recherche » pour la production en petites séries de cellules lithium-ion, permettant de développer de nouvelles technologies de production répondant aux exigences énormes sur la qualité des produits et leur rentabilité. Le site de production, de près de 1500 mètres carrés, est situé sur le terrain du campus nord du KIT. L’acquisition de la technologie pour la première usine a été financée par le Ministère fédéral de l’économie (BMWi) dès 2012.

« Avec cette nouvelle infrastructure de recherche, nous travaillons, à un stade précoce de développement, à valider, automatiser et ainsi rendre viable industriellement, des processus de production encore immatures », explique le Professeur Jürgen Fleischer, dont l’équipe est responsable de la construction de l’usine de recherche et de la recherche en production, dans le cadre du projet Competence E au KIT [1].

Tant pour le stockage stationnaire que pour les batteries de voiture à charge rapide, des cellules lithium-ion peu chères et puissantes doivent être développées. Par conséquent, afin d’atteindre cet objectif, les différentes étapes de leur production doivent être complètement réinventées dans l’usine de recherche. « Nous quittons désormais le terrain des technologies de fabrication connues et développons des procédés d’intégration et de production de cellules lithium-ion entièrement nouveaux », explique J. Fleischer. De nouvelles techniques de séchage, de revêtement et de calandrage [2] pour matériaux d’électrode ainsi que de nouveaux procédés d’assemblage pour les cellules y sont développés. Par exemple, un nouveau concept de séchoir a été réalisé en partenariat avec le groupe M+W à Stuttgart, grâce auquel les cellules lithium-ion peuvent être construites dans des conditions d’extrême sécheresse. Ceci profite directement à la qualité des cellules.

« A partir de maintenant, toutes les entreprises intéressées et créant de la valeur ajoutée en Allemagne sont invitées à utiliser les capacités uniques de cette usine de recherche », explique Andreas Gutsch, coordonnateur du projet Competence E. L’éventail des possibilités de coopération va de l’accès facile aux infrastructures de production jusqu’à des contrats de recherche de développement, en passant par des développements conjoints. Les technologies développées par le KIT lui-même seront testées en plus grandes quantités jusqu’à atteindre le stade de l’application industrielle. Ainsi, des procédés de production prometteurs pourront être identifiés, pour lesquels le KIT proposera alors des licences à toutes les entreprises intéressées.

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[2] Le calandrage est une opération qui consiste à faire passer un matériau entre deux cylindres pour le lisser ou le lustrer, ou pour produire un film ou une feuille (Wikipédia).

Pour en savoir plus, contacts :

– [1] Le projet « Competence E » regroupe tous les travaux réalisés au KIT sur le stockage d’énergie électrique pour des applications mobiles et stationnaires. Ce projet est financé par le Ministère fédéral de l’économie et de la technologie (BMWi) sur arrêté du Parlement fédéral. Plus d’informations sur le site internet de Competence E (en anglais) : http://www.competence-e.kit.edu/english/index.php
– Prof. Dr. Jürgen Fleischer, directeur de l’institut des machines, centrales et de l’automatisation des procédés, KIT – tél. : +49 721 608 44009 – email : Juergen.Fleischer@kit.edu
– Dr. Andreas Gutsch, coordonnateur du projet Competence E au KIT – tél. : +49 721 608-26844 – email : andreas.gutsch@kit.edu
– Kosta Schinarakis, département presse, KIT – tél. : +49 721 608 41956 – email : schinarakis@kit.edu

Sources :

« Forschungsfabrik für Lithium-Ionen-Batterien », communiqué de presse du KIT – 26/08/2013 – http://www.kit.edu/besuchen/pi_2013_13856.php

Rédacteurs :

Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/