Cours de fabrication et assemblage de batteries

Leçon 1 • Indicateurs clés de performance

Définit la densité énergétique, la densité de puissance, la durée de vie en cycles et le rendement. Fournit le vocabulaire de mesure utilisé tout au long du cours.

Leçon 2 • Formats et configurations de batteries

Présente les formats de cellules cylindriques, prismatiques et poche. Relie la forme physique aux exigences des applications et aux contraintes de fabrication.

Leçon 3 • Principes électrochimiques des batteries

Couvre les réactions d'oxydoréduction, le transport ionique et la génération de tension. Établit la base chimique pour tous les types de batteries abordés ultérieurement.

Leçon 1 • Chimies au plomb-acide et à base de nickel

Passe en revue les chimies plomb-acide, NiMH et NiCd, y compris leurs atouts et leurs limites. Contextualise les chimies héritées sur les marchés modernes des batteries.

Leçon 2 • Variantes de chimies lithium-ion

Compare les chimies de cathode NMC, LFP, NCA et LCO selon l'énergie, la sécurité et le coût. Ancre la sélection de la chimie dans les compromis d'application réels.

Leçon 3 • Cadre de sélection de la chimie

Applique une matrice de décision structurée pour faire correspondre la chimie aux besoins de l'application. Intègre les critères de performance, de coût, de sécurité et de cycle de vie.

Leçon 4 • Chimies émergentes à l'état solide

Examine les systèmes à électrolyte solide, les technologies lithium-soufre et sodium-ion. Positionne les chimies émergentes par rapport aux options commerciales actuelles.

Leçon 1 • Structure de la chaîne d'approvisionnement mondiale

Cartographie les zones géographiques d'extraction minière, de raffinage et de fabrication de cellules. Met en évidence les risques de concentration et les dépendances stratégiques dans la chaîne d'approvisionnement des batteries.

Leçon 2 • Spécification et qualité des matériaux

Couvre les exigences de pureté, la taille des particules et le contrôle de l'humidité pour les matériaux de qualité batterie. Relie la qualité des matériaux entrants à la performance de la cellule finie.

Leçon 3 • Identification des minéraux critiques

Identifie le lithium, le cobalt, le nickel, le manganèse et le graphite comme intrants clés des batteries. Établit l'importance des matériaux avant d'explorer la dynamique de la chaîne d'approvisionnement.

Leçon 1 • Refendage et soudage des languettes

Couvre le refendage de précision des rouleaux d'électrodes et le soudage ultrasonique des languettes. La précision dimensionnelle à ce stade prévient les défauts d'assemblage en aval.

Leçon 2 • Formulation et mélange de la barbotine

Détaille les ratios de matériau actif, de liant, d'additif conducteur et de solvant. Une formulation correcte détermine directement l'uniformité et la capacité de l'électrode.

Leçon 3 • Analyse des défauts d'électrode

Identifie les piqûres, les agglomérats, le décollement et les stries d'enduction comme défauts critiques. Une analyse systématique des causes profondes prévient les pertes de rendement en production.

Leçon 4 • Calandrage et densification

Explique le pressage par rouleaux pour atteindre la porosité et la densité d'électrode cibles. Le contrôle de la porosité équilibre le transport ionique avec la densité énergétique.

Leçon 1 • Formulation et manipulation de l'électrolyte

Détaille le sel de lithium, les mélanges de solvants et les packages d'additifs utilisés dans les électrolytes liquides. La composition de l'électrolyte régit la capacité en régime et la performance à basse température.

Leçon 2 • Boîtier et scellement des cellules

Couvre le sertissage des boîtiers en acier, le boîtier prismatique en aluminium et le thermoscellage des pochettes. Un scellement hermétique empêche les fuites d'électrolyte et la pénétration d'humidité.

Leçon 3 • Exigences pour salle sèche et salle blanche

Spécifie les normes de point de rosée, de particules et de propreté pour les environnements d'assemblage de cellules. Le contrôle environnemental a un impact direct sur le rendement des cellules et la fiabilité à long terme.

Leçon 4 • Méthodes d'enroulement et d'empilement

Compare l'enroulement en jelly-roll pour les cellules cylindriques avec l'empilement en Z et l'empilement à plat pour les formats prismatiques et poche. Le choix du format détermine la conception de la ligne d'assemblage.

Leçon 1 • Protocoles de cyclage de formation

Couvre les cycles initiaux de charge-décharge qui construisent la couche d'interface électrolyte solide. Les conditions de formation déterminent la perte de capacité irréversible et la stabilité à long terme.

Leçon 2 • Tests de sécurité et d'abus

Présente les tests de pénétration par clou, d'écrasement, de surcharge et d'emballement thermique. Les résultats des tests de sécurité valident la conception de la cellule par rapport aux normes de performance internationales.

Leçon 3 • Contrôle statistique de la qualité dans les tests

Applique des cartes de contrôle, une analyse Cpk et des plans d'échantillonnage aux données de test de production. Les méthodes statistiques distinguent la dérive du procédé de la variation aléatoire.

Leçon 4 • Tests de vieillissement et d'autodécharge

Explique les périodes de repos utilisées pour détecter les cellules à forte autodécharge avant l'expédition. Le vieillissement élimine les défauts latents que la formation seule ne peut révéler.

Leçon 1 • Architecture et configuration du bloc

Explique les arrangements de cellules en série, parallèle et série-parallèle ainsi que leurs effets sur la tension et la capacité. Le choix de la configuration doit correspondre à la tension du système et aux besoins énergétiques.

Leçon 2 • Conception de la gestion thermique

Compare les approches de gestion thermique par refroidissement à air, refroidissement liquide et à changement de phase. La conception thermique empêche les points chauds qui accélèrent la dégradation et déclenchent des défaillances.

Leçon 3 • Structure mécanique et conception du jeu de barres

Détaille les supports de cellule, les fixations de compression et le dimensionnement du jeu de barres pour le courant transporté. L'intégrité mécanique empêche les défaillances induites par les vibrations dans les applications sur le terrain.

Leçon 4 • Tests et validation au niveau du bloc

Applique des tests électriques, thermiques et mécaniques pour valider les assemblages complets du bloc. La validation du bloc confirme que la performance au niveau de la cellule est préservée au niveau du système.

Leçon 1 • Classification des dangers et étiquetage

Explique la classification des marchandises dangereuses, les pictogrammes de danger et le marquage des numéros ONU pour les batteries. Un étiquetage correct est obligatoire pour un transport légal et l'acceptation par les transporteurs.

Leçon 2 • Certification et marquage du produit

Présente les marques de certification de sécurité, les tests de compatibilité électromagnétique et les normes de performance spécifiques aux batteries. Les marques de certification sont requises pour l'accès au marché dans la plupart des régions.

Leçon 3 • Sélection du matériau d'emballage

Couvre les mousses de calage, les barrières contre l'humidité et les mousses conductrices pour protéger les produits de batteries. Le choix du matériau doit équilibrer le niveau de protection avec le coût et les objectifs de durabilité.

Leçon 4 • Réglementation du transport pour les batteries

Couvre les règles de transport aérien, maritime et terrestre pour les expéditions de batteries au lithium et non au lithium. La conformité empêche le rejet des expéditions, les amendes et les incidents de sécurité.