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31 mars 2020
CEA : Lancement d’un programme scientifique ambitieux pour les futures générations de Batteries Li-ions


Face à l'enjeu majeur que représente le stockage de l'électricité dans la transition énergétique actuelle, le CEA lance un programme scientifique d'ampleur visant à accélérer le développement de la technologie des batteries Li-ions.

Le programme FOCUS « Simulation multiéchelle des batteries appliquée aux matériaux d'électrode » a pour objectif de développer une approche de simulation plus prédictive dans le domaine des batteries Li-ions. Cette approche repose sur un fort couplage entre modélisation physique et caractérisation expérimentale. Les modèles et logiciels de simulation développés dans le cadre de ce programme constitueront un outil complémentaire à l'expérience pour accélérer l'élaboration et la synthèse de matériaux et d'électrodes plus performants, durables et sûrs. Pour cela, le CEA lance une quinzaine de thèses et post-docs pour enrichir les compétences investies dans ce projet ambitieux.

Les batteries Li-ions sont des systèmes complexes mettant en jeu de multiples phénomènes physico-chimiques couplés et multi-échelles. Intégrer cette approche multi-échelle est primordial pour, dans le sens montant, disposer de modèles moins empiriques et plus prédictifs basés sur les phénomènes physiques sous-jacents et, dans le sens descendant, orienter les développements vers les problèmes d'intérêt aux échelles supérieures.

Si une démarche prédictive basée sur la modélisation et la simulation est pertinente à toute échelle pour apporter des améliorations et innovations aux batteries Li-ions, c'est sans doute à l'échelle des matériaux que les ruptures sont le plus susceptibles d'émerger.

C'est pourquoi le programme FOCUS se concentre sur ces échelles et intègre deux voies parallèles et complémentaires. La première consiste à améliorer les technologies actuelles connues et disponibles par le recours plus important à la modélisation et à la simulation dans une démarche de couplage élaboration-caractérisation-modélisation-simulation et assurant la cohérence entre les différentes échelles. La seconde voie consiste à accélérer le développement de nouveaux matériaux pour l'émergence de technologies innovantes dont les batteries à électrolyte solide. Cette seconde voie bénéficiera de l'apport de la première en termes de démarche globale : lien entre les échelles, couplage caractérisation, modélisation, simulation, validation, etc.

  Source : CEA


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