Ce projet révolutionnaire redonne vie aux batteries de voitures électriques

Les batteries lithium-ion subissent une diminution de leur capacité de stockage au fil des années, entraînant ainsi une baisse de leurs performances. Cependant, de nombreuses recherches indiquent que leur durée de vie est souvent plus longue que ce qui était initialement anticipé.

L’état de santé d’une batterie, souvent désigné par l’acronyme SoH, reflète l’évolution de l’état d’une cellule en comparaison avec son état initial. Évaluer cet état de santé est essentiel pour analyser les performances et la longévité des batteries. Actuellement, des méthodes expérimentales telles que les tests de capacité, la spectroscopie d’impédance électrochimique et les essais de durée de vie sont employées pour évaluer l’état de santé des batteries.

Par ailleurs, la magnétométrie quantique est intégrée dans le projet “QuaLiProM“. Cette technique, déjà exploitée dans le domaine de la recherche sur les batteries, permet une évaluation rapide, économique et précise de l’état de santé des cellules. Elle offre la possibilité de mesurer la magnétisation d’une cellule en fonction de son état, tout en détectant les défauts, les impuretés et l’état de charge grâce à des capteurs quantiques.

Optimisation de l’utilisation des cellules de batterie

Le projet “QuaLiProM” combine désormais la magnétométrie quantique avec l’intelligence artificielle pour développer une méthode de mesure rapide, permettant de classer les cellules selon leur état de santé dans un contexte industriel. Pour élaborer cette méthode de test rapide, les cellules lithium-ion subissent une dégradation contrôlée à travers des tests de vieillissement cycliques.

Les cellules ainsi “vieillies” sont ensuite analysées à l’aide de la magnétométrie quantique, où le capteur quantique évalue le champ magnétique des cellules avec une grande précision. Des cartes de champ magnétique sont ainsi élaborées, fournissant des données essentielles sur d’éventuelles anomalies au sein des cellules de la batterie.

Cette approche ne requiert pas de longs cycles de chargement et de déchargement, ce qui la rend adaptée tant à la fabrication de cellules qu’au processus de recyclage ou de supra-cyclage. L’un des objectifs majeurs du projet est de transférer cette méthodologie du laboratoire à une échelle industrielle. Cela permettra d’identifier les cellules dégradées mais encore opérationnelles, qui ne sont plus appropriées pour une utilisation dans les véhicules électriques en raison de leur capacité réduite.

En développant des stratégies de recyclage adéquates et en explorant de nouvelles applications dans des secteurs moins exigeants, le projet vise à favoriser une utilisation durable et efficace des ressources des cellules de batteries, tout en accélérant leur intégration dans l’industrie.

Les chercheurs aspirent ainsi à optimiser l’utilisation des ressources de chaque batterie produite. Le supracyclage, ou suprarecyclage, se définit comme le recyclage de produits. Contrairement à d’autres méthodes telles que le recyclage traditionnel, le résultat final présente une qualité et une valeur écologique supérieures.

Cette approche ne cherche pas à suivre des modèles linéaires, tels que la production d’objets à usage unique ou la dégradation des matériaux. La recherche, soutenue par le gouvernement allemand, a impliqué l’Institut Fraunhofer pour les matériaux avancés et la technologie de fabrication IFAM, l’université Friedrich-Alexander d’Erlangen-Nuremberg, ainsi que la société Industrial Dynamic