Les essais abusifs dans l’étuve (test au four)

Caractéristiques des cellules neuves avant et après essai

Pour caractériser les cellules testées, on a procédé de la même manière que pour les tests dans le BTC. Les opérations suivantes ont été réalisées avant et après chaque essai : clichés photographiques, mesures de la masse, des dimensions et de la tension aux bornes des cellules. Les données relatives à 3 cellules testées, une de chaque technologie étudiée, sont présentées dans le Tableau 3.10 à titre d’exemple. En comparant ce tableau au tableau 5 (Cf. section 3.1) concernant les essais dans le BTC, on constate que les grandeurs mesurées ont des valeurs très similaires, ceci pour chaque technologie..

Analyse des résultats des essais 

Le programme de chauffe appliqué au niveau de l’étuve a été exposé dans le chapitre 2 (Cf. section 2.3.1).L’étuve est préchauffée à 35°C, température maintenue pendant 60 minutes, puis l’étuve est chauffée jusqu’à 200°C avec une vitesse de chauffe de 5°C/min. Dès que la température de la cellule atteint 200°C, une période de stabilisation de 120 minutes est observée pour s’assurer que la réaction de la cellule est complète, et la chauffe de l’étuve est alors stoppée. L’évolution de la température lors des essais a été enregistrée en utilisant dix thermocouples (cinq thermocouples répartis sur la surface de la cellule, quatre autres répartis dans le bac de rétention dans l’étuve. La Figure 3.25 montre les résultats d’un essai où l’on voit clairement des différences entre les températures mesurées par les différents thermocouples, que ce soit ceux positionnés sur la surface de la cellule ou ceux installés dans le bac de rétention de l’étuve. Ces différences peuvent s’expliquer par les raisons suivantes : 1. L’étuve étant assez volumineuse, l’homogénéité de la dissipation de chaleur est discutable. 2. L’ouverture de l’évent n’est principalement détectée que par le thermocouple positionné près de la borne positive qui mesure une baisse de température. 3. Le décollage de certains thermocouples collés sur la surface de la cellule, suite à l’ouverture de l’évent qui provoque une pression importante, induit une sous estimation de la température de la cellule. 4. Des pertes thermiques sont provoquées par une légère ouverture de la porte de l’étuve autour d’une température ambiante de 170°C-180°C à cause de la dilatation de la porte due à la chaleur. Ces pertes thermiques ont été minimisées par un maintien renforcé de la porte de l’étuve. 5. L’ouverture des soudures au niveau des cellules PurePower en sachet a engendré systématiquement le décollage de plusieurs thermocouples de la surface des cellules. Les résultats des essais pour les 3 technologies, y compris les essais de reproductibilité, sont discutés ci-après. La température de surface présentée dans les résultats est la valeur moyenne des températures mesurées par les thermocouples collés à la surface de la cellule testée. La température de stabilisation a été réduite à 60min dans certains essais, le but est de gagner en temps étant donné que l’emballement thermique se produit durant les 120 premières minutes de l’essai..

Analyse des résultats d’essais des cellules A123s 

Dans la Figure 3.26, un seul essai concernant les cellules A123s est présenté car la reproductibilité des essais n’a pas été satisfaisante à cause du décollement de tous les thermocouples de la surface de la cellule. Le départ en emballement thermique survient autour de 173°C après 101min de temps d’essai. D’après la Figure 3.26 ce temps correspond également à la chute de la tension de cellule. Quant à la température maximum enregistrée, elle a atteint 255°C au bout de 7896 s..

 Analyse des résultats d’essais des cellules LifeBatt 

Pour les cellules LifeBatt neuves, deux essais sur trois ont été satisfaisants. Les évolutions de la température et de la tension des deux cellules retenues sont présentées dans la Figure 3.27. On peut constater que les réponses thermiques des deux cellules sont assez similaires. Les chutes de tension des cellules surviennent après le même temps d’essai, autour de 6500 s. On remarque aussi que l’accélération de l’emballement thermique a été un peu retardée pour la cellule BAT260 en comparaison de la cellule BAT319. Les températures maximales atteintes par ces cellules sont très voisines, autour de 280°C. 

Analyse des résultats d’essais des cellules PurePower 

Comme pour les essais dans le BTC, les cellules PurePower ont montré une très grande réactivité. L’ouverture des soudures du packaging de la cellule a engendré le décollage de la quasitotalité des thermocouples lors de chaque essai. On a constaté en effet qu’après chaque essai, un ou deux thermocouples seulement (numérotés 3, 4, 5 dans la Figure 3.28) étaient encore collés sur la surface de la cellule. C’est pourquoi les températures exploitées dans les résultats relatifs aux essais dans l’étuve sont soit la température enregistrée du seul thermocouple encore en place, soit la moyenne des températures des thermocouples encore collés. Figure 3.28. Représentation d’une cellule PurePower instrumentée avec 5 thermocouples pour l’essai dans l’étuve Dans la Figure 3.29, qui montre l’évolution de la température et de la tension de deux cellules PurePower neuves, on voit clairement la forte réactivité de ces cellules qui se traduit par le démarrage quasi-instantané de l’emballement thermique entre 180°C et 190°C. La cellule BAT001 a montré une réactivité plus importante que la cellule BAT770, avec un démarrage de l’emballement plus précoce et une température maximale de 377°C contre 309°C pour la cellule BAT770. La chute de la tension de cellule, quant à elle, s’est manifestée brusquement au niveau des deux cellules après presque la même  durée d’essai mais curieusement la cellule BAT770 ne s’est emballée que 450 s après la chute de tension contrairement à la cellule BAT001 qui s’est emballée quasiment en même temps.