Aging of Li-ion batteries : influence of use conditions and degradation scenarios

Vieillissement d'accumulateurs aux ions lithium : influence des conditions d'utilisation et scénarios de dégradation

• Auteur / Autrice : Rémi Castaing
• Direction : Philippe Moreau, Donald M. Schleich, Nicolas Dupré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux, Chimie du solide
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Nantes
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques
• Jury : Président / Présidente : Guy Ouvrard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Moreau, Donald M. Schleich, Nicolas Dupré, Guy Ouvrard, Laurence Croguennec, Sylvain Franger
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurence Croguennec, Sylvain Franger

Mots clés

Mots clés contrôlés

Véhicules électriques

Batteries lithium-ion

Mots clés libres

Matériaux

Plans d'expérience

Vieillissement

Résumé

Le vieillissement d’accumulateurs aux ions lithium a été étudié en usage en véhicule électrique. Alors que les sollicitations du système de propulsion sont irrégulières et erratiques, au laboratoire, les matériaux d’électrode candidats sont habituellement testés lors de cycles de charge–décharge à courant constant. Ce travail s’est donc donné pour but d’examiner l’incidence du type de sollicitations sur les matériaux pour accumulateur. Un cadre technique et analytique rigoureux a été appliqué pour la fabrication des cellules, l’application des sollicitations et la mesure des performances. Cela a permis d’analyser de façon critique les résultats de vieillissement par des outils statistiques. L’évolution des performances durant le vieillissement a été diagnostiquée au moyen d’analyses spectroscopiques, microscopiques et électrochimiques complémentaires et à la lumière des mécanismes de dégradations publiés.

The aging of Li-ion bateries for electric vehicle was studied. Although the power demand proile is uneven and complex, the candidate electrode materials are tested in the laboratory under constant-current conditions. His work targeted to analyze the efect of use conditions on batery materials. A rigorous technical and analytical frame was used for manufacturing and aging the cells and measuring their performance. His was the key to objectively analyze the results of aging using statistical tools. He evolution of performance in aging was diagnosed using complementary spectroscopic, microscopic and electrochemical analyses and in the light of the published degradation mechanisms.