
HIPOHYBAT
Batteries de puissance et supercondensateurs
Aperçu
Batteries innovantes de forte puissance sodium-ion et supercondensateurs à faibles empreintes environnementales
Pr. Thierry BROUSSE (UMR IMN, CNRS / Université de Nantes)
Dr. Patrick ROZIER (UMR CIRIMAT, CNRS / Université Toulouse 3 / Paul Sabatier)
Les préoccupations croissantes de pollution de l’environnement combinées à la demande accrue de source d’énergie alternatives, nécessitent le développement de dispositifs de stockage électrochimique d’énergie écologiques et durables. Le projet HIPOHYBAT a pour ambition de développer deux technologies de batteries de forte puissance comme alternatives aux batteries plomb-acide et lithium-ion: des batteries sodium-ion de haute puissance 150 Wh/kg, moins de 5 minutes de charge, et des systèmes hybrides de haute puissance avec une densité d’énergie de 50 Wh/kg, une charge en moins d’une minute, et une durée de vie > 50 000 cycles, en utilisant des matériaux innovants, durables et des processus de synthèse écologiques.
Mots-clés
Sodium-ion, systèmes hybrides, nouveaux matériaux d’électrodes, prototypes, supercondensateurs, batteries de puissance
Les tâches
Nos recherches
Travaux sur les batteries Sodium-ion
Les travaux porteront sur la synthèse et la caractérisation de matériaux avancés d’électrodes positives et d’électrodes négatives à base de carbone.
L’objectif sera notamment d’augmenter l’énergie délivrée à forte puissance avec des matériaux issus d’éléments durables tels que Mn, Fe, Ti etc, en utilisant des procédés de synthèse à bas coûts et écologiques.
Il s’agira également de développer des batteries Sodium-ion à charge rapide avec des électrolytes innovants.
Travaux sur les matériaux pour systèmes hybrides
La synthèse et la caractérisation des matériaux à base de carbone permettront de sélectionner les meilleurs matériaux pour les dispositifs de stockage d’énergie à charge rapide.
De même, la synthèse et la caractérisation des matériaux redox à forte puissance auront pour but de permettre la conception d’alternatives aux électrodes carbones dans les dispositifs de forte puissance.
D’autre part, afin d’améliorer la densité d’énergie des dispositifs de forte puissance, l’interface carbone / électrolyte sera spécifiquement étudiée dans le but d’étendre la fenêtre électrochimique des électrodes carbones.
Prototypage des batteries de puissance
Des prototypes de batteries de puissance seront assemblés et leurs performances seront étudiées par le biais de protocoles standardisés.
Le consortium
8 laboratoires académiques, 3 instituts du CEA
Ce projet permettra d’atteindre des avancées significatives en matière de composants pour les batteries de forte puissance avec deux objectifs majeurs qui sont de:
Développer les batteries sodium-ion de forte puissance : 150 Wh/kg, moins de 5 minutes de charge,
Développer les systèmes hybrides de forte puissance avec une densité d’énergie de 50 Wh/kg, une charge en moins d’une minute, et une durée de vie > 50 000 cycles
L’ingénierie de la formulation des électrodes sera réalisée avec pour principal objectif d’atteindre des conductivités ioniques et électriques élevées, telles que celles requises pour les applications de forte puissance. Cela permettra ensuite de concevoir des prototypes normalisés dont les performances pratiques seront évaluées.
Diminution des émissions de gaz à effet de serre, notamment celles produites par l’industrie et les transports, valorisation des énergies renouvelables par leur stockage et leur restitution à la demande, affranchissement de la dépendance au matériau critique Lithium et des conséquences néfastes de son exploitation.
Formation de 14 doctorants.
