Développement d’un protocole de caractérisation du phénomène d’emballement thermique des batteries Li-ion

La batterie Li-ion est la technologie partagée par tous les constructeurs automobiles pour assurer le stockage d’énergie nécessaire aux déploiements des véhicules électrifiés. Cependant, ces batteries Li-ion peuvent être à l’origine d’incidents aux conséquences dramatiques qui peuvent avoir des origines diverses mais sont regroupés sous le terme d’emballement thermique. En effet, la compréhension et la maîtrise de l'emballement thermique constituent un enjeu majeur d'un point de vue sécuritaire et économique pour l'ensemble de la filière de construction. Le développement de systèmes de contrôle et de sécurité fiables et efficaces nécessite des éléments de compréhension et des données expérimentales qui ne sont pas présents dans la littérature actuelle.
La présente thèse vise à développer un protocole de caractérisation de l’emballement thermique couplant des techniques communément utilisées dans la littérature (analyses de gaz, calorimétrie etc.) avec des diagnostics optiques développés ou adaptés ad hoc pendant la thèse. Ces techniques permettront de caractériser les éjections de gaz lors d’un emballement thermique ainsi que de détecter les espèces formées. Ces informations, non disponibles dans la littérature, seront une clé pour la compréhension des mécanismes d’initiation d’un emballement thermique d’une batterie Li-ion et l’identification/prédiction du risque de combustion.
La thèse sera réalisée en collaboration entre IFPEN expert dans le domaine des batteries Li-ion et du diagnostic optique, et le laboratoire ICARE (Orléans) expert dans le domaine de la combustion et de la réactivité.
Basée sur ces expertises, la thèse vise à développer une compétence différenciante pour la compréhension et la caractérisation de l'emballement thermique des batteries et à établir le lien entre les phénomènes observés à niveau macroscopique et les mécanismes physiques et chimiques mis en jeu. 

Mots clefs : Batteries Li-ion, Emballement thermique, Diagnostic optique, Véhicules électrifiés, Combustion

• Directeur de thèse    PhD, HdR, DE PERSIS Stéphanie, ICARE
• Ecole doctorale    ED 552-Énergie-Matériaux-Sciences de la Terre et de l'Univers (EMSTU)
• Encadrant IFPEN    PhD, BARDI Michele, michele.bardi@ifpen.fr, direction Mobilité et Systèmes
• Localisation du doctorant    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France 75% / ICARE, Orléans France 25%
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2022
• Employeur    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
• Qualifications    Génie mécanique, Génie chimique, Génie des matériaux
• Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du Anglais indispensable, Français souhaitable