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Compréhension des conditions d’inflammation des gaz issus de l’emballement thermique de cellules Li-ion

Défis technologiques Energie, thermique, combustion, écoulements Sciences pour l’ingénieur Stockage électrochimique d’énergie dont les batteries pour la transition énergétique

Résumé du sujet

L’objectif de la thèse est de caractériser l’inflammation des gaz issus de l’emballement thermique de cellules lithium-ions. Lors de la phase de venting, la cellule émet des vapeurs d’électrolyte qui se mélangent à l’air présent, puis lors de l’emballement thermique, un jet chaud de gaz et de particules est formé et peut d’une part enrichir le mélange et d’autre part l’enflammer. Les questions scientifiques sous-jacentes portent sur l'évolution des caractéristiques fondamentales de la combustion (vitesse de flamme et délai d’auto-inflammation) avec la température, la pression et la composition, les mécanismes d’inflammation et l’impact de l’environnement sur la prépondérance d’un des mécanismes.
Pour y répondre, on utilisera d'abord une approche basée sur l'identification d'un modèle de cinétique réactionnelle utilisant des essais existants dans la littérature et des essais complémentaires à réaliser dans la thèse à l'échelle d'une cellule. Puis on caractérisera expérimentalement les conditions d’inflammation de mélanges par un jet chaud de gaz et de particules dans un tube à choc couplé à une chambre de combustion. Enfin, on réinterprètera la cartographie obtenue sur la base des connaissances acquises sur les mécanismes et conditions d’inflammation.

Laboratoire

Département de l’Electricité et de l’Hydrogène pour les Transports (LITEN)
Service Transverses pour Technologies de Conversion électrochimique et électrique
Laboratoire d'Analyse multi-Physiques et Sécurité
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