Une seconde vie pour les piles
13 indicateurs caractérisent le processus de vieillissement
Les cellules lithium-ion mises au rebut dans les voitures électriques pourraient être réutilisées comme unités de stockage d'énergie stationnaires. Des chercheurs de l'université technique de Graz ont établi les premiers indicateurs permettant une évaluation fiable de leur état.
En 2030, environ 1,2 million de batteries lithium-ion de voitures électriques, d'autobus et d'engins de chantier seront mises hors service dans le monde entier parce qu'elles auront atteint la fin de leur durée de vie prévue, que leur garantie aura expiré ou que les véhicules entiers seront mis au rebut. En 2040, on s'attend à ce qu'environ 14 millions de batteries soient mises au rebut. Le recyclage des matériaux est logique, mais il est coûteux et exigeant sur le plan technique. Il serait donc préférable et plus durable de réutiliser les batteries, par exemple comme unités stationnaires de stockage d'électricité. Mais pour ce faire, il est nécessaire de procéder à une évaluation solide des performances et de la sécurité restantes des batteries. Les chercheurs de l'Institut de la sécurité des véhicules de l'Université de technologie de Graz (TU Graz) ont maintenant établi les premiers paramètres qui peuvent être utilisés pour évaluer de manière fiable l'état des batteries mises au rebut.
13 indicateurs caractérisent le processus de vieillissement
Jusqu'à présent, la réduction de la capacité de charge et l'augmentation de la résistance interne ont servi d'indications sur l'état d'une batterie usagée. Toutefois, cela n'est pas suffisant pour décider d'une éventuelle seconde vie. C'est pourquoi les chercheurs ont analysé en laboratoire des cellules lithium-ion qui avaient été utilisées dans des véhicules en conditions réelles et des cellules neuves identiques. Au cours de cycles de charge et de décharge répétés, ils ont enregistré 31 paramètres différents et ont ensuite vérifié dans quelle mesure ils représentaient l'état de vieillissement des batteries. 13 de ces indicateurs se sont révélés significatifs, notamment la capacité de charge et de décharge, la différence de température entre les pôles pendant le processus de charge et le comportement de relaxation de la cellule de la batterie après le processus de charge.
"Grâce à ces indicateurs, nous pouvons tirer des conclusions sur l'état de vieillissement des batteries lithium-ion et des premières conclusions sur les différents profils d'utilisation sans avoir à nous appuyer sur des données sensibles en termes de protection des données, comme l'historique d'utilisation des batteries", explique Jörg Moser, directeur du Centre de sécurité des batteries de Graz à l'Institut de sécurité des véhicules de l'Université technique de Graz. "Sur cette base, nous pouvons décider si une batterie est, en principe, adaptée à une utilisation ultérieure dans un domaine d'application particulier".
L'évaluation de la sécurité : l'étape suivante
Toutefois, l'état de sécurité des piles doit encore être évalué pour garantir une réutilisation à faible risque. Au cours de leur première vie, les matériaux subissent des modifications chimiques qui peuvent affecter la sécurité de leur utilisation. "Il est essentiel de comprendre en détail les cellules des batteries et les processus, réactions et changements qui s'y produisent afin de pouvoir déterminer leur comportement en matière de sécurité", explique Christian Ellersdorfer. Il dirige le projet COMET SafeLIB à l'Institut pour la sécurité des véhicules, dans le cadre duquel un consortium d'instituts de recherche et d'entreprises automobiles et technologiques travaille sur l'évaluation de la sécurité des batteries lithium-ion neuves et usagées. Les premiers résultats sont attendus pour la fin de l'année.
Il faudra probablement attendre plusieurs années avant que les batteries soient réutilisées à grande échelle dans des applications ultérieures, ce qui rendra l'électromobilité encore plus durable tout au long de son cycle de vie. En effet, les nouveaux matériaux de stockage, la sécurité des différentes technologies de batteries, la viabilité économique des applications de seconde vie et les questions juridiques relatives à la protection des données, aux garanties et à la responsabilité doivent également être prises en considération. "Il en résulte un domaine de recherche interdisciplinaire sur lequel nous souhaitons travailler à l'Université technique de Graz avec des partenaires nationaux et internationaux dans le cadre d'autres projets de recherche", déclare Christian Ellersdorfer.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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