Installation pilote pour la production de batteries lithium-ion

La production de batteries lithium-ion doit devenir plus durable. La construction et la mise en service d’une installation pilote pour la production de batteries offre à la recherche et à l’industrie la plateforme idéale pour les innovations et les avancées dans le domaine de la technologie des batteries.

Fiche signalétique

  • Département responsable Technique et informatique
  • Institut Intelligente industrielle Systeme (I3S)
  • Unité de recherche I3S / Prozessoptimierung in der Fertigung
  • Durée (prévue) 01.01.2015 - 31.12.2020
  • Responsable du projet Prof. Dr. Axel Fuerst
  • Direction du projet Adrian Glarner
  • Équipe du projet Simon Müller
    Butrint Selmonaj
    Simon Walther
  • Mots-clés batterie lithium-ion, optimisation des processus, installation pilote, production de batterie, découpe laser, découpe à distance

Point de départ

Les batteries lithium-ion font désormais partie de notre quotidien, que ce soit dans nos voitures, smartphones, appareils auditifs, etc. Un problème se pose toutefois: la dégradation des matériaux contenus dans ces batteries de même que leur production ont souvent un lourd impact sur l’environnement.

Objectifs

Le projet vise à mettre au point une production de batteries lithium-ion plus écologique, plus performante, plus durable et moins couteuse. Une installation pilote pour la production de batteries est développée à cette fin sur le site de Berthoud.

À l’avenir, elle doit être mise à la disposition des milieux de la recherche et de l’industrie pour leurs expériences, que ce soit la production de cellules tests ou le développement de nouveaux procédés de production de fabrication. L’installation doit offrir une flexibilité maximale en termes de matériaux, d’utilisation ou d’échange de composants individuels ou de taille des cellules de batterie (format carte de crédit jusqu’à 150x300 mm).

Procédure

Dans un premier temps, les exigences de l’installation pilote ont été définies en collaboration avec les partenaires de recherche. Puis les modules de l’installation ont été bâtis et mis en service. Le savoir-faire ainsi obtenu a permis d’optimiser différents composants. L’installation pilote est, et sera, ainsi développée en continu – souvent en collaboration avec les étudiant-e-s.

Solution

L’installation pilote pour la production de batteries devrait être mise en service dès février 2021 à Berthoud en tant que plateforme pour l’innovation et les avancées dans le domaine de la technologie des batteries. Les prestations suivantes sont proposées pour la fabrication de cellules dites « pouch » :

  • Fabrication de cellules tests, y c. cellules de référence à des fins comparatives.
    • Tests d’anodes, de cathodes, de séparateurs ou d’électrolytes
    • Intégration d’éléments électroniques additionnels, p. ex. surveillance de l’état
    • Très petites séries possibles
    • Cadre de travail: taille d’une carte de crédit jusqu’à 150x300 mm
    • Aucune restriction de forme
    • Conservation de divers paramètres durant la fabrication en vue d’une meilleure évaluation des résultats
  • Tests de coupe avec technologie laser de pointe
  • Intégration aisée de nouveaux composants pour des essais ou des améliorations