HIDDEN Prévenir la formation de dendrites dans les batteries au lithium métal

Développé dans le cadre du programme de recherche Horizon de l’UE, le projet HIDDEN se penche sur le développement de procédés d’autoguérison pour les batteries lithium-ion. Leur durée de vie et leur densité énergétique devraient ainsi être améliorées de 50 % en comparaison avec la technologie Li-Ion courante.

Fiche signalétique

  • Département responsable Technique et informatique
  • Centre BFH Stockage d'énergie
  • Durée (prévue) 01.09.2020 - 31.08.2023
  • Responsable du projet Prof. Dr Axel Fuerst
  • Direction du projet Michael Stalder
  • Équipe du projet Michael Stalder
    Adrian Glaner
  • Partenaire Belenos Clean Power Holding AG
    Specific Polymers
    RTD Talos Limited
    Berner Fachhochschule BFH
    VTT - Teknologian Tutkimuskeskus VTT Oy
    CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
    CSEM - Centre Suisse d’Eleqtronique et de Microtechnique SA
  • Mots-clés Batterien, Horizon 2020, Lithium-Ionen, Battery 2030+

Situation initiale

Les batteries lithium-ion exercent depuis quelques années une position dominante sur le marché. Elles jouent un rôle de pionnier dans le secteur de l’électromobilité. La demande de véhicules électriques se fait pressante face à la nécessité de réduire les émissions de CO2 à travers le monde. En Europe, les transports sont responsables de 27 % des émissions de CO2 et donc la principale source d’émissions.

Or, la densité énergétique (ou la portée) et la durée de vie des véhicules électriques constituent un frein à leur expansion rapide.

Objectifs

Le projet HIDDEN a pour objectif de développer une nouvelle génération de batteries au lithium métal. Leur qualité, leur fiabilité et leur durée de vie doivent être améliorées à l’aide de techniques novatrices d’autoguérison. Les principales visées du projet sont:

  1. Prévention de la formation de dendrites dans les batteries au lithium métal à l’aide de trois mécanismes d’autoguérison compatibles.
  2. Preuve de la durée de vie prolongée des batteries grâce à la fonction d’autoguérison qui est activée à la demande par le système de contrôle des batteries.
  3. Élaboration d’un procédé industriel pour la fabrication de cellules et de modules avec les mécanismes d’autoguérison proposés.

Procédure

Le concept HIDDEN prévoit le développement d’une fonction d’autoréparation combinant des électrolytes à base de cristaux liquides ioniques, un séparateur piézoélectrique et d’autres additifs.

La BFH est en charge du développement du procédé de fabrication des éléments de batterie. Dans le cadre du projet, des batteries tests sont fabriquées sur le site de Berthoud afin d’évaluer les procédés et les mécanismes d’autoréparation. En collaboration avec ses partenaires de projet, la BFH poursuivra la mise à l’échelle des processus de fabrication en vue de leur utilisation pour le développement du démonstrateur.

Le projet est soutenu par le programme de recherche de l’UE Horizon 2020 (convention de subvention no 957202, projet HIDDEN).