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Video 360° : le laboratoire de prototypage de batteries - Transcription
[À l'écran : 360° CNRC - laboratoire de prototypage de batteries]
[À l'écran : fabrication des électrodes de batteries, Boucherville, Québec]
Bienvenue au laboratoire de prototypage de batteries du CNRC à Boucherville. C'est la seule installation au Canada accessible aux industriels et à la communauté scientifique. C'est ici que nous fabriquons des batteries innovantes en utilisant les mêmes procédés que dans l'industrie. La fabrication des batteries comporte de multiples étapes et rien ne doit être laissé au hasard.
L'un des secrets de fabrication d'une batterie réside dans la formulation des encres de matières actives des électrodes. La méthode de mélange et la séquence d'ajout des différents matériaux sont particulièrement importantes. Nos experts en formulation peuvent adapter la composition et les méthodes de mélange en fonction de votre matériau, pour optimiser ses performances en batterie.
L'encre est déposée avec une précision de l'ordre du micron sur les 2 faces d'un feuillard métallique qui joue le rôle de collecteur de courant. Notre machine d'enduction a été conçue pour permettre son utilisation avec de faibles quantités d'encre, ce qui est particulièrement utile si vous avez développé un nouveau matériau en laboratoire mais n'avez pas la possibilité de synthétiser les kilogrammes habituellement nécessaires pour une validation à l'échelle pilote.
Le feuillard métallique enduit est ensuite calandré pour compacter les couches actives à une porosité spécifique, dans le but de maximiser la densité d'énergie de la batterie, puis est découpé en électrodes de la dimension souhaitée. Celles-ci sont collectées dans des porte-électrodes.
Après avoir préparé les 2 types d'électrodes (anodes et cathodes) nous pouvons passer à l'assemblage des batteries.
[À l'écran : Assemblage des batteries, Boucherville, Québec]
Le laboratoire d'assemblage des batteries est maintenu sous conditions anhydres. Les batteries Li-ion doivent en effet être totalement exemptes d'eau lors de leur fabrication.
Les étapes d'assemblage sont les mêmes que dans l'industrie. De multiples tests de contrôle de qualité sont systématiquement réalisés et documentés à chaque étape de la fabrication.
L'empilement des électrodes et du séparateur est entièrement automatisé afin d'obtenir un alignement parfait entre les électrodes. Le nombre d'électrodes empilées déterminera la capacité de la batterie. Après avoir soudé les reprises de courant en utilisant une technique par ultrasons, la batterie est insérée dans un sachet laminé préalablement embossé et le sachet est scellé thermiquement sur 3 côtés.
L'électrolyte est alors inséré sous vide afin de garantir une performance optimale de la batterie. Cette installation très flexible vous donne la possibilité de remplacer chacune des composantes de la batterie par votre technologie, pour démontrer ses performances comparativement à des produits commerciaux. Nous pouvons ainsi tester et comparer différents collecteurs de courant, matériaux actifs, additifs d'électrode, liants, séparateurs, composantes d'électrolytes etc.
Deux tailles de batterie sont disponibles : des batteries de taille R&D pour un premier niveau de démonstration à l'échelle pilote, et des batteries de grande taille dont la capacité peut monter jusqu'à 30 Ampère heures. Elles peuvent être utilisées pour assembler des packs pour différentes applications industrielles, dont les véhicules électriques.
L'innovation dans les matériaux de batteries est l'étape clé pour relever les défis du stockage de l'énergie, dont la réduction des coûts et l'augmentation de la densité d'énergie stockée. Que ce soit pour l'électronique portable, les énergies renouvelables ou l'électrification des transports, le laboratoire de prototypage de batteries du CNRC et le personnel hautement qualifié qui y travaille sont à la fine pointe de la technologie et peuvent vous aider à relever le défi.
[À l'écran : signature officielle, Conseil national de recherches Canada / National Research Council Canada]
[À l'écran : Mot-symbole du Gouvernement du Canada]