Transformation, stockage, transport et distribution - CEA
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Pour pallier ce problème, le réacteur à circulationdéveloppé au LSE est de configuration mono polaire,avec des électrodes traversantes en carbone de structureen nid-d’abeilles décrites dans un brev<strong>et</strong> du <strong>CEA</strong>.De nombreux prototypes d’électrode, obtenus parcalcination d’une structure en résine, ont permis dedémontrer la faisabilité du procédé.Un prototype de réacteur a été réalisé par l'équipe duLSE d’après le schéma de principe proposé à la figure 2,puis assemblé dans un système. Les premiers essaisde charge-décharge <strong>et</strong> les mesures de spectroscopied'impédance électrochimique ont montré que lescaractéristiques électriques du prototype de batteriesont appropriées pour les applications solaires raccordéesau réseau <strong>et</strong> stationnaires. Cependant, les performancesdu système sont encore limitées en raison dela géométrie non optimisée du réacteur <strong>et</strong> des besoinsd’amélioration de la stœchiométrie de réaction.> Marion PerrinInstitut Liten (Laboratoire d’innovationpour les technologies des énergies nouvelles<strong>et</strong> les nanomatériaux)Direction de la recherche technologique<strong>CEA</strong> Grenoble (Site Ines)part, d’optimiser les solutions technologiquesen cours ou en fin de développement.Une fois les essais abusifs réalisés,l’optimisation passe notamment par lamise au point de nouveaux matériaux <strong>et</strong>par le design de packagings sécuritairesEssai mécanique de perforation (test au clou).La perforation d’un accumulateur est réaliséeavec une pointe métallique qui traversede part en part l’élément. C<strong>et</strong> essai simuleun court-circuit interne de la batterie.<strong>CEA</strong>/DAMintelligents. Le Laboratoire des matériauxpour les batteries (LMB) du Liten m<strong>et</strong> ainsien œuvre de nouvelles chimies « sécuritaires» via la synthèse de nouvelles matièresactives d’électrodes positive <strong>et</strong> négative<strong>et</strong> d’électrolyte sécuritaire, <strong>et</strong> le développementde séparateurs innovants. Enpartenariat avec l’Institut L<strong>et</strong>i (Laboratoired’électronique <strong>et</strong> de technologie de l’information),le Liten travaille également surde nouvelles architectures électriques dupack batterie perm<strong>et</strong>tant de le reconfigurerdynamiquement.Une plateforme pour testerles batteriesLa DAM <strong>et</strong> la DRT œuvrent à la mise en placed’une plateforme de tests de sécurité pourbatteries lithium afin d’améliorer les performancesdans ce domaine. C<strong>et</strong>te plateforme,implantée sur le site du Ripault, est opérationnelledepuis janvier 2013. Il s’agit d’unbâtiment merlonné (1) de 300 m 2 , composé d<strong>et</strong>rois locaux indépendants qui perm<strong>et</strong>tront d<strong>et</strong>ester les différentes gammes de puissancedes batteries aux trois principaux types desollicitations demandées : électriques, thermiques,mécaniques, ou combinés. C<strong>et</strong>teinstallation sécurisée possède un poste decommande déporté équipé de matérielsd’enregistrement <strong>et</strong> de dispositifs de pilotagede matériels, de mesures <strong>et</strong> de vidéos.À terme, le <strong>CEA</strong> sera en mesure de se positionnersur la garantie de sûr<strong>et</strong>é des technologieslithium en déclinant la démarchesimulation mise en œuvre pour les obj<strong>et</strong>sde la DAM. Par exemple, il n’existe pas deprévision de performances des matériaux<strong>et</strong> des architectures pour simuler ce queserait le comportement d’une batterie en(1) Merlon : levée de terre placée à proximité dubâtiment pour atténuer, sur le voisinage, les eff<strong>et</strong>sde projections <strong>et</strong> d’incendies.Essai électrique de court-circuit. Le court-circuitest provoqué en m<strong>et</strong>tant en relation le pôle positif<strong>et</strong> le pôle négatif d’un accumulateur à l’aide d’unconducteur métallique de résistance négligeable.C<strong>et</strong> essai simule un court-circuit externe.environnement accidentel. L’approcheest, pour l’instant, essentiellement expérimentale.Dans un avenir proche, il seraitintéressant de proposer une démarchesimulation perm<strong>et</strong>tant d’apporter unemeilleure garantie de fiabilité, de sûr<strong>et</strong>é <strong>et</strong> defonctionnement basée sur une composantemodélisation <strong>et</strong> une composante expérimentale.Cela nécessitera un renforcementde l’expertise post mortem des batteries <strong>et</strong> dela modélisation des phénomènes physiquesafin de simuler le comportement prédictifde tels obj<strong>et</strong>s soumis à des environnementsaccidentels.> David Descarsin 1<strong>et</strong> Johann Lejosne 21 Département des explosifsDirection des applications militaires<strong>CEA</strong> Centre du Ripault2Institut Liten (Laboratoire d’innovationpour les technologies des énergiesnouvelles <strong>et</strong> les nanomatériaux)Direction de la recherch<strong>et</strong>echnologique<strong>CEA</strong> Centre de Grenoble<strong>CEA</strong>/DAMCLEFS <strong>CEA</strong> - N° 61 - PRINTEMPS 201363