Blue Solutions et AVL testent la sécurité des batteries à état solide

Blue Solutions et AVL ont mené à bien un programme de développement conjoint visant à évaluer la sécurité d’une nouvelle génération de batteries à état solide. Les travaux se sont concentrés sur le comportement des cellules sous forte contrainte, afin de prévenir la propagation thermique et de préparer cette technologie pour une production en série.

Le développeur français de batteries à état solide Blue Solutions et le spécialiste autrichien en ingénierie AVL ont achevé une évaluation conjointe de la sécurité des cellules batterie de nouvelle génération développées par Blue Solutions. Ce programme visait à identifier et à atténuer les risques potentiels avant la production industrielle de cette technologie.

Afin de soutenir cette évaluation, les partenaires ont combiné la technologie de cellules de Blue Solutions avec l’expertise en simulation, essais et validation d’AVL. Le programme a examiné le comportement des cellules sous une pression interne croissante, leur stabilité mécanique, ainsi qu’une série de scénarios de contrainte et de défaillance.

La batterie à état solide de nouvelle génération de Blue Solutions utilise, entre autres technologies innovantes, un anode en lithium-métal. Par rapport aux cellules au lithium-ion actuelles, cette conception de cellule promet une densité énergétique plus élevée, mais elle soulève également de nouveaux défis d’ingénierie, en particulier pour gérer la pression interne de la cellule et concevoir la structure mécanique du système batterie dans son ensemble.

L’un des axes principaux du programme portait sur la propagation thermique, c’est-à-dire la diffusion d’un phénomène thermique à partir d’une cellule défectueuse ou surchauffée vers des cellules voisines. Dans le pire des cas, une telle défaillance peut déclencher une réaction en chaîne dans l’ensemble du pack de batteries. Selon Blue Solutions et AVL, ce programme a démontré que ce risque peut être réduit grâce à un développement basé sur la simulation, à une conception des cellules optimisée en termes de pression et à une architecture de système de batteries axée sur la sécurité.

Les partenaires ont indiqué que les résultats des simulations et des validations étaient positifs et cohérents. Selon l’annonce conjointe, cette technologie répond aux exigences clés de la norme chinoise obligatoire GB 38031-2020 relative à la sécurité des batteries. Cette réglementation définit des exigences de sécurité pour les batteries de traction utilisées dans les véhicules électriques et prévoit des essais au niveau de la cellule, du pack de batteries ainsi que du système dans son ensemble.

« Travailler avec la dernière technologie de batterie à état solide développée par Blue Solutions représente une avancée majeure pour AVL », a déclaré Paul Schiffbänker, directeur du développement des batteries chez AVL. « Cela non seulement approfondit notre compréhension des caractéristiques de sécurité spécifiques à cette chimie de nouvelle génération, mais favorise également le développement continu de nos méthodologies de sécurité et de nos solutions de conception de batteries. »

En même temps, les partenaires visent à préserver la haute densité énergétique des cellules. Blue Solutions et AVL s’efforcent d’atteindre une densité énergétique volumétrique jusqu’à 25 % supérieure à celle des batteries comparables utilisant des cellules lithium-ion NMC, ce qui permet de stocker plus d’énergie dans la même surface de montage. Ils s’attendent également à ce que la densité énergétique gravimétrique, qui mesure le stockage d’énergie par rapport au poids de la batterie, s’améliore de 13 %.

« Des modèles de prédiction avancés basés sur la simulation aux nouvelles méthodes de validation et d’évaluation, cette collaboration nous permet d’intégrer systématiquement la sécurité dans le développement des futurs systèmes de batteries à haute énergie dès le début », a ajouté Schiffbänker.

Olivier Caumont, directeur des systèmes de batteries chez Blue Solutions, considère ce programme comme une confirmation de la maturité commerciale du concept. « La vision et l’expertise d’[AVL] dans plusieurs secteurs, associées à notre vaste expérience en fabrication de batteries à état solide et en intégration des packs, y compris en ce qui concerne les aspects de sécurité, thermiques ou mécaniques, nous ont permis de confirmer que notre solution est pleinement en adéquation avec les besoins du marché et capable de répondre aux exigences de sécurité les plus strictes. »

Blue Solutions développe actuellement la quatrième génération de sa technologie de batterie à état solide. L’entreprise collabore déjà avec plusieurs partenaires pour évaluer les applications potentielles et prévoit de commercialiser cette technologie pour les voitures particulières d’ici la fin de la décennie. Les résultats du programme de sécurité conjoint seront présentés lors de conférences internationales et d’événements du secteur des batteries.