Mise en place et Optimisation d'un système de caractérisation de l'emballement thermique des batteries Li-ion

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : CLIMAT, ENVIRONNEMENT ET ÉCONOMIE CIRCULAIRE, ÉNERGIES RENOUVELABLES, MOBILITÉ DURABLE et HYDROCARBURES RESPONSABLES.

L’engagement d’IFPEN en faveur d’un mix énergétique durable se traduit par des actions visant :

• à gagner en efficacité énergétique ;
• à réduire les émissions de CO2 et de polluants ;
• à améliorer l’empreinte environnementale de l’industrie et des transports ;

tout en répondant à la demande mondiale en mobilité, en énergie et en produits pour la chimie.

Dans cet objectif, IFPEN développe des solutions permettant, d’une part, d’utiliser des sources d’énergie alternatives et, d’autre part, d’améliorer les technologies existantes liées à l’exploitation des énergies fossiles.

Mise en place et Optimisation d’un système de caractérisation de l’emballement thermique des batteries Li-ion

Descriptif :

La batterie Li-ion est la technologie partagée par tous les constructeurs automobiles pour assurer le stockage d’énergie nécessaire aux déploiements des véhicules électrifiés. Cependant, ces batteries Li-ion peuvent être à l’origine d’incidents aux conséquences dramatiques. Ces incidents peuvent avoir des origines diverses mais sont regroupés sous le terme emballement thermique. L’emballement thermique est à ce jour un des verrous principaux au développement de la mobilité électrique et dimensionne de façon importante le design et les performances d’une batterie

Dans ce cadre, IFPEN développe des outils expérimentaux permettant de qualifier l’emballement d’une cellule Li-ion. Ces outils doivent permettre de combler un manque identifié dans la littérature en fournissant les données nécessaires aux développements de modèles relatifs à l’initiation de l’emballement thermique. La caractérisation prendra en compte différents aspects du phénomène d’emballement thermique comme par exemple la fluidodynamique des jets de gaz émis ou encore la composition de ces gaz.

L’objectif du stage proposé est de participer à ce développement expérimental en mettant en place, avec l’aide du personnel de laboratoire IFPEN, un protocole de caractérisation du phénomène d’emballement thermique.

Dans ce cadre, le stage proposé sera structuré en quatre phases : 

1. Phase d’instruction bibliographique permettant de prendre connaissance de la problématique de l’emballement thermique d’une batterie Li-ion et des grandeurs cibles à caractériser.
2. Phase expérimentale initiale permettant de prendre en mains le système de contrôle de la cellule de test utilisée pour la caractérisation de l’emballement thermique.
3. Phase expérimentale approfondie sur un des paramètres d’études identifiés comme d’intérêt. Les compétences et la motivation du candidats pourront orienter ce choix (e.g. stratégie prélèvement gaz, setup optique, analyse thermique)
4. Phase d’exploitation et d’analyse des résultats qui sera réalisée en parallèle des phases expérimentales et qui permettra d’évaluer entre autres la qualité des mesures obtenues, la répétabilité des phénomènes étudiés…

Profil recherché :

Master 2 (Bac+5) ou dernière année d’école d’ingénieur motivé pour mener des travaux de recherche et développement.

• Notions d’optique et intérêt pour la mesure et l’expérimentation.
• Maîtrise des outils de programmation (Matlab et / ou Python, etc. )
• Aptitude à travailler en équipe et à communiquer sur son travail.

Possibilité de poursuivre les travaux de master dans une thèse de doctorat à l’IFPEN

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