Batteries

Intelligence. Efficacité. Intégration.

L’énergie est de plus en plus fournie à la demande. Il faut donc la stocker en l’absence de demande, la mettre à disposition lors des pics de consommation et équilibrer sa production à l’échelle du réseau.

Test des cellules de batterie du CSEM

Le CSEM crée des technologies de stockage intelligent pour les principaux défis des technologies de batteries : durée de charge, durée de vie et autonomie. Notre approche axée sur les batteries électrochimiques pour le stockage sur le court terme inclut aussi le développement de capteurs de cellules et d’algorithmes visant une gestion optimale de capacités jusqu’à plusieurs MWh.

Notre travail

Nous développons des capteurs innovants en utilisant la technologie de cellule instrumentée et de spectroscopie d’impédance électrochimique ‘Old Random Phase’ (ORP). L’association avec d’autres fonctions de détection, notamment de la pression, des ultrasons et des contraintes, nous permet de détecter très tôt des défauts et des incidences négatives sur la durée de vie et les performances des batteries, et ainsi d’augmenter les performances des batteries li-ion tant pour les applications automobiles que stationnaires.

 

Modèles de batteries

  • Optimisation des batteries électrochimiques de stockage d’énergie par une caractérisation complète avec des cycles longue durée jusqu’à plusieurs mois
  • Utilisation de la spectroscopie d’impédance électrochimique (SID) pour améliorer les diagnostics des phénomènes électrochimiques
  • Démarche axée sur la modélisation électrique à l’intersection entre des modèles de circuits équivalents et des modèles électrochimiques
  • Évaluation du potentiel de seconde vie des cellules et modules usagés par des cycles de mesure rapides visant à déterminer la capacité restante

Système de gestion de batterie (BMS)

  • Amélioration des estimateurs de l’état de charge, de l’état de santé et de l’état de résistance au moyen de modèles basés sur la caractérisation de SID, lorsque la SID non invasive est intégrée directement au BMS de niveau cellule. Le système de gestion de cellules (CMS) réalise des mesures de SID en temps réel, afin de mettre à jour le modèle de batterie en permanence, tout en collectant les effets de dégradation continue à l’intérieur de chaque cellule.
  • Étude de la détection de croissance dendritique pour déclencher des processus d’auto-guérison via l’activation d’électrolytes cristallins liquides ou de séparateurs piézoélectriques

Matériaux pour batteries à haute capacité

  • Anode en lithium-métal : développement de couches minces de Li-métal, uniformes et de haute pureté, afin d'améliorer significativement la longévité des batteries
  • Électrodes à haute capacité : exploration de configurations de batteries utilisant des anodes au silicium ou des conceptions sans anode, ainsi que des technologies de revêtement sûres et de déposition de films ultra-minces in situ appliquée directement sur l'anode en Li-métal
  • Électrolytes polymères pour les batteries tout-solide - ingénierie des matériaux pour créer des électrolytes polymères à large fenêtre de stabilité électrochimique garantissant des caractéristiques d'étanchéité et d'ininflammabilité
  • Fabrication avancée : étude des procédés pour répondre à la demande urgente d'amélioration de la densité énergétique et de réduction des coûts, comme les techniques sèches exemptes de solvant pour la fabrication d'électrodes et les technologies de polymérisation
Système de surveillance des cellules et des piles de batteries

Envie de s’impliquer ?

Nous pouvons vous aider à maximiser votre rendement énergétique via des solutions de stockage intelligent couvrant toute la chaîne de valeur, de la fabrication au recyclage. Nous mettons notre connaissance de la technologie et notre expérience approfondie de l’industrie au service de l’innovation et de la compétitivité de la Suisse dans un secteur de l’énergie en pleine mutation.

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Rencontrez nos clients satisfaits

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Sylvain Dolla

PDG

Nous avons demandé au CSEM de créer une cellule photovoltaïque au design élégant et épuré, fidèle à l’esprit de l’horlogerie suisse. Nous lui avons également commandé le noyau du système d’exploitation de la montre, développé en commun avec d’autres entreprises du Swatch Group. Les ingénieures et ingénieurs du CSEM ont participé à toutes les étapes du processus et ont respecté notre vision, tout en apportant leurs propres idées.

Antoine Benacloche

Ingénieur communal, Direction des infrastructures

Comme toujours, le CSEM se révèle être un excellent partenaire. Ce projet est particulièrement important pour nous et pour l’industrie en général, car il vise à faire évoluer la réflexion et à développer la production à partir de sources renouvelables, tout en utilisant globalement moins d’énergie.