Eddy Coron soutiendra sa thèse intitulée « Diagnostic d’état de santé de batteries Li-ion utilisées dans les véhicules électriques et destinées à des applications stationnaires en seconde vie » et dirigée par Pierre-Xavier Thivel et Sylvie Geniès, le 18 février 2021 à 10 H.
Les récentes améliorations des propriétés des batteries lithium-ion, notamment leur cyclabilité et leur capacité spécifique ont permis d’amorcer l’électrification du parc automobile. Avec un retard de quelques années, ce développement génèrera un gisement important de batteries usagées. En parallèle à leur recyclage, leur réutilisation au sein d’applications dites de seconde vie présente un fort intérêt économique et peut participer à l’intégration d’énergies intermittentes dans un réseau électrique. Dans ce travail de thèse, l’influence de la première vie sur la viabilité de la seconde vie des batteries lithium-ion ont été étudiée. Des mécanismes de dégradation distincts sont générés volontairement, en imposant différents protocoles de vieillissements à deux modèles de cellule cylindrique 18650. Au terme de cette première vie menant à un état de santé proche de 80 %, différents outils de diagnostics non destructifs (spectroscopie d’impédance électrochimique, mesures de résistances par impulsions de courant, analyses de courbe de tension différentielle) ont été confrontés à des analyses électrochimiques à l’échelle des électrodes afin d’évaluer leur exactitude. Certaines de ces cellules ont été ensuite soumises à une seconde vie en appliquant un protocole de cyclage en régime de courant réduit dans le cas de cette étude. Indépendamment de la première vie, nous avons observé que la génération de lithium plating affecte les batteries durant leur seconde vie. Cependant, selon les dégradations engendrées en première vie, la cinétique d’apparition du plating est modifiée. La mesure de la résistance interne des batteries apparait comme un premier outil, simple à mettre en œuvre, de pronostic de leur seconde vie. Selon le type de cellule utilisé et l’application de seconde vie choisie, le régime de charge et la limite de tension maximale devra être en adéquation avec la mesure de résistance interne des cellules usagées. L’état de santé des cellules, c’est-à-dire leur capacité effective, apparait aussi importante et des outils d’estimation rapide ont été proposés, à partir de mesures de capacité sur des fractions de la courbe de tension des cellules. Enfin, après l’enjeu lié à la longévité en seconde vie, celui de la sécurité des batteries a été évaluée, révélant l’impact négatif du lithium plating et pointant la nécessité d’une gestion thermique efficace.