Ligne de prototypage de batteries à l’échelle pilote

 

Située dans les installations du CNRC à Boucherville, la ligne de prototypage de batteries permet la fabrication  de prototypes de batterie  de grandeur nature en utilisant  des procédés identiques à ceux utilisés dans l'industrie des batteries au lithium‑ion (Li‑ion). Cette ligne peut produire des cellules de petite taille pour la R‑D ou des cellules de taille plus importante destinées aux modules de batteries des véhicules électriques. Cette installation permet au CNRC et à ses clients de développer de nouvelles technologies de batteries et d'en atténuer les risques.

Nos capacités

Cette installation peut être utilisée pour tester et évaluer des nouveaux matériaux et des nouvelles composantes à n'importe quelle étape du procédé de fabrication. Notre équipe d'experts est composée de chimistes des matériaux, d'électrochimistes, d'ingénieurs et de techniciens qui possèdent une connaissance approfondie de tous les aspects de la science des batteries. Nous possédons une solide expérience dans la fabrication des électrodes ainsi que l'assemblage et les tests de batteries, allant des cellules  expérimentales de laboratoire aux prototypes industriels, incluant :

  • la formulation et l'optimisation des couches actives,
  • la détermination des paramètres critiques de fabrication,
  • l'optimisation des performances et
  • l'identification des modes de défaillance.

L'installation est conçue pour permettre une mise à l'échelle en deux étapes successives : passage de l'échelle du laboratoire (piles boutons) aux piles « sachet » pour la R‑D (taille : 5 x 8 x 0,3 cm3; capacité : 300‑500 mAh), ensuite aux piles « sachet » de taille véhicules électriques (taille : 17 x 22 x 1 cm3; capacité : 20‑30 Ah). Le CNRC peut donc tester votre nouveau matériau, même s'il n'en dispose que de quelques centaines de grammes.

Nos services

  • Formulation de suspensions constituées de matériaux novateurs : matériaux actifs, additifs conducteurs, liants, optimisation de la composition de la suspension et de la stratégie de mélange, etc.
  • Fabrication des électrodes : enduction de couche active à l'aide de la technique industrielle standard par filière plane d'enduction et optimisation de la porosité et des propriétés mécaniques des électrodes.
  • Évaluation de n'importe quel composante de batterie à l'échelle pilote : séparateurs, collecteurs de courant, électrolytes.
  • Essai de protocoles innovants pour la formation de batteries.
  • Protocoles standards ou sur- mesure de test de batteries.
  • Analyse post‑mortem pour la détermination des modes de défaillance.

Équipement

Fabrication des électrodes

  • Mélangeur Bühler HiVis 3D2, combinant des lames de dispersion planétaires et des lames haute vitesse
  • Primix Filmix 56‑30 pour un mélange en continu ou discontinu
  • Coucheuse IMC R2R, avec largeur de couche jusqu'à 20 cm, four de séchage à 2 zones (1 m chacune) et guidage actif par bandes. Technique d'enduction par filière droite plate. Revêtement continu, en bandes ou en plaques. Système ajustable de distribution de la suspension entre 0,5 L et 7,5 L
  • Calandre IMC R2R : 40 tonnes de pression pneumatique, rouleaux de calandrage de 20 cm de diamètre (largeur : 25 cm) et enceinte avec filtres HEPA
  • Coupeur‑presse Solith EPM280 avec système de positionnement automatique des bordures
  • Four sous vide Memmert pour le séchage des électrodes

Assemblage des batteries

  • Salle anhydre
  • Machine d'embossage  de sachet Solith BFM280
  • Machine s'assemblage automatique Solith SFE280 pour stacks de batteries en Z
  • Machine de soudage  de reprises de courant par ultrason Branson MWX100, équipée d'un système d'alignement de précision
  • Machine Solith MFC280 pour le remplissage d'électrolyte et le dégazage
  • Machine thermo‑scellage de sachet HSE‑3D (RDM Test Equipment), équipée d'un système d'alignement de précision

Formation et essai des batteries

  • Cycleur de batteries BioLogic BCS815, 64 voies jusqu'à 15 A. Mesure in‑operando en continu de la température et de la pression de chaque batterie.
  • Testeur de batterie MTI BST8‑3, 32 voies jusqu'à 3 A. Mesure in‑operando en continu de la température de chaque batterie.
  • Fours Memmert. Capteur de monoxyde de carbone et systèmes de sécurité automatiques.
  • Chambres environmentales Espec EGNX16‑6NWL avec capacité de refroidissement à -60°C et système de détection et de suppression des incendies. Capteur de monoxyde de carbone et systèmes de sécurité automatiques.

Des installations idéales pour les PME

La ligne de fabrication de batteries du CNRC est l'installation parfaite pour faire la preuve de concept, à l'échelle pilote, de n'importe quels matériau ou composante de batterie, tels que des électrolytes, des séparateurs ou des collecteurs de courant. Elle est donc idéale pour les petites et moyennes entreprises (PME) qui désirent faire la démonstration de leur technologie sans avoir à investir dans une chaîne de fabrication pilote et à développer l'expertise nécessaire. Cette installation peut également être utilisée comme plateforme pour le développement et les essais d'outils de fabrication novateurs tels que des systèmes de détection en ligne pour le contrôle de qualité. N'importe quel équipement de la ligne  de prototypage de batteries peut être utilisé indépendamment, ce qui permet à nos clients et à nos partenaires de bénéficier d'une flexibilité maximale.

Industries ciblées

Fournisseurs de matières premières, entreprises de transformation, producteurs de composants, concepteurs de composants, concepteurs de technologies, intégrateurs de technologies, intégrateurs de systèmes et équipementiers.