EP4237248A1 - Film multicouche comprenant une couche de gel aqueux pour le refroidissement d'au moins un accumulateur au sein d'un module de batterie, et module associe - Google Patents

Film multicouche comprenant une couche de gel aqueux pour le refroidissement d'au moins un accumulateur au sein d'un module de batterie, et module associe

Info

Publication number
EP4237248A1
EP4237248A1 EP21801939.6A EP21801939A EP4237248A1 EP 4237248 A1 EP4237248 A1 EP 4237248A1 EP 21801939 A EP21801939 A EP 21801939A EP 4237248 A1 EP4237248 A1 EP 4237248A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
multilayer film
layer
busbar
accumulators
accumulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21801939.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Rémi VINCENT
Maxime HUBERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP4237248A1 publication Critical patent/EP4237248A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/285—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyethers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/524—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/526—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material having a layered structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/12—Gel
    • B32B2266/122—Hydrogel, i.e. a gel containing an aqueous composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2405/00—Adhesive articles, e.g. adhesive tapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/10—Batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/659—Means for temperature control structurally associated with the cells by heat storage or buffering, e.g. heat capacity or liquid-solid phase changes or transition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrochemical accumulators, and more particularly to metal-ion accumulators.
  • the invention relates to a multilayer film to be applied against a busbar in a battery module.
  • a busbar is a strip (foil) or bar of electrically conductive material, optionally laminated with one or more electrically insulating materials, which is fixed, preferably screwed or welded, to an output terminal of at least one electrochemical accumulator to ensure the electrical connection with another electrochemical accumulator of a battery pack or another electrical input/output element.
  • the main purpose of the invention is to optimize the cooling of the accumulators of a battery pack such that the energy of a thermal runaway of a given accumulator within the pack cannot be propagated to the other accumulators.
  • the invention applies to any electrochemical metal-ion battery, that is to say also sodium-ion, magnesium-ion, aluminium-ion... or more generally to any electrochemical accumulator.
  • a battery pack according to the invention can be embedded or stationary.
  • the fields of electric and hybrid transport and storage systems connected to the network can be considered within the scope of the invention.
  • a lithium-ion battery or accumulator usually comprises at least one electrochemical cell consisting of an electrolyte constituent 1 between a positive electrode or cathode 2 and a negative electrode or anode 3, a current collector 4 connected to the cathode 2, a current collector 5 connected to the anode 3 and finally, a packaging 6 arranged to contain the electrochemical cell with sealing while being crossed by part of the current collectors 4, 5.
  • the architecture of conventional lithium-ion batteries includes an anode, a cathode and an electrolyte.
  • the electrolyte constituent 1 can be in solid, liquid or gel form.
  • the component may comprise a polymer, ceramic or microporous composite separator soaked in organic electrolyte(s) or of the ionic liquid type which allows movement of the Lithium ion from the cathode to the anode for a charge and conversely for a discharge, which generates the current.
  • the electrolyte is generally a mixture of organic solvents, for example carbonates to which a lithium salt, typically LiPF6, is added.
  • the positive electrode or cathode 2 consists of lithium cation insertion materials which are generally composite, such as LiFePO 4 , LiCoO 2 , LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 .
  • the negative electrode or anode 3 very often consists of graphite carbon or Li 4 TiO 5 O 12 (titanate material), optionally also based on silicon or a composite formed on the basis of silicon.
  • the current collector 4 connected to the positive electrode is generally made of aluminum.
  • the current collector 5 connected to the negative electrode is generally made of copper, nickel-plated copper or aluminum.
  • a lithium-ion battery or accumulator can obviously comprise a plurality of electrochemical cells which are stacked on top of each other.
  • a Li-ion battery or accumulator uses a couple of materials at the anode and at the cathode allowing it to operate at a high voltage level, typically equal to 3.6 Volt.
  • the aim is to produce either a thin and flexible lithium-ion accumulator or a rigid accumulator: the packaging is then either flexible or rigid and constitutes in the latter case a kind of box.
  • Flexible packaging is usually made from a multilayer composite material, consisting of a stack of aluminum layers covered by one or several polymer film(s) laminated by gluing.
  • Rigid packaging is used when the intended applications are restrictive where a long service life is desired, with, for example, much higher pressures to withstand and a stricter level of tightness required, typically less than 10 -8 mbar.l/s, or in environments with strong constraints such as the aeronautical or space field.
  • a rigid packaging used consists of a metal case, typically of stainless steel (316L stainless steel or 304 stainless steel) or aluminum (Al 1050 or Al 3003), or even titanium.
  • the geometry of most rigid Li-ion battery packaging cases is cylindrical, because most of the electrochemical cells of the batteries are wound by winding according to a cylindrical geometry around a cylindrical mandrel.
  • FIG. 3 A rigid box of prismatic shape is also shown in FIG. 4.
  • Box 6 comprises a cylindrical side envelope 7 , a bottom 8 at one end, a cover 9 at the other end, the bottom 8 and the cover 9 being assembled to the casing 7.
  • the cover 9 supports the current output poles or terminals 4, 5.
  • One of the output terminals for example the negative terminal 5 is welded to the cover 9 while the other output terminal, for example the positive terminal 4, passes through the cover 9 with the interposition of a not shown seal which electrically isolates the positive terminal 4 of the cover.
  • the widely manufactured type of rigid case also consists of a stamped cup and a cover, welded together on their periphery.
  • the current collectors comprise a crossing with a part protruding from the top of the case and which forms a terminal also called the apparent pole of the battery.
  • a battery pack P consists of a variable number of accumulators which can reach several thousand which are electrically connected in series or in parallel with each other and generally by connection bars, usually called busbars.
  • FIG. 5 An example of a battery pack P is shown in FIG. 5.
  • This pack consists of two modules M1, M2 of identical Li-ion accumulators A connected together in series, each module M1, M2 being made up of four rows of accumulators connected in parallel, each row consisting of a number equal to six Li-ion accumulators.
  • the mechanical and electrical connection between two Li-ion accumulators of the same row is made by screwing busbars B1, advantageously made of copper, each connecting a positive terminal 4 to a negative terminal 5.
  • the connection between two rows of accumulators in parallel within the same module M1 or M2 is ensured by a busbar B2, also advantageously made of copper.
  • a busbar B3 also advantageously made of copper.
  • sizing series/parallel electrical architectures, mechanical, thermal, etc.
  • the safety of lithium-ion accumulators must be taken into consideration both on the scale of a single accumulator, of a module and of a battery pack.
  • Various passive or active devices having a safety function can also be integrated at the level of a cell (accumulator), and/or of a module and/or of the battery pack to prevent problems, when the battery ends up in abusive operating conditions.
  • a lithium electrochemical system whether at the cell (accumulator), module or pack scale, produces exothermic reactions regardless of the given cycling profile.
  • An electrochemical accumulator must operate within a defined temperature range, typically generally less than 70° C. at its outer surface of the casing, under penalty of degrading its performance, or even physically degrading it to the point of destruction. Mention may be made, for example, of lithium accumulators with iron-phosphate chemistry which have an operating range generally between -20°C and +60°C. Above 60°C, the materials may undergo significant degradation reducing the performance of the cell.
  • thermal runaway In English “Thermal Runaway”).
  • a thermal runaway occurs in a cell (accumulator), when the energy released by the exothermic reactions that occur inside it exceeds the capacity to dissipate it outside. This runaway may be followed by the generation of gas and explosion and/or fire.
  • maintaining a temperature below 70°C makes it possible to increase the life of an accumulator, because the higher the operating temperature of an accumulator, the more its life will be reduced.
  • accumulators At the level of a cell (accumulator), the various known internal protection devices are: - a device with a positive temperature coefficient (PTC, Anglo-Saxon acronym for "Polymeric positive Temperature Coefficient"): currently, a large number of accumulators cylinders already marketed are equipped with it. Such a device is in the form of a polymer (polyethylene) ring laminated with a metal.
  • PTC Positive temperature coefficient
  • this polymer heats up, changes phase, becomes more resistive and thus limits the flow of current;
  • a current interruption device CID: it interrupts the current if the gas pressure in the cell exceeds the specified limits;
  • a circuit breaker device in English "shutdown" which prevents the generation of high currents;
  • a vent consisting of a valve or a bursting disc, which opens when the pressure increases suddenly, and exceeds a determined critical pressure, in order to prevent the cell from exploding;
  • a thermal fuse currently used in large storage batteries capacity, which cuts the current when the temperature in the accumulator is too high.
  • the series or parallel connection of more or less different accumulators can have consequences on the resulting performance of the pack. It is thus recognized that in a battery pack, for example of an electric vehicle, the aging dispersions can be high depending for example on the position of the accumulators, following aging asymmetries between the accumulators or differences in use ( thermal variations between the core and the edges of the pack, current gradient, etc.). Also, in order to limit premature aging of the pack, it is necessary to optimize the operating temperature and the temperature dispersion from one accumulator to another. An accumulator (or accumulators) which age (age) faster than the others can (can) have a direct impact on the electrical performance of the complete battery pack.
  • BMS Battery Management System
  • Patent application WO2011/013997 proposes cooling fins arranged inside a stack of flat cells to drain the heat from the cells to a fluid circulating at the bottom of the stack.
  • the second category concerns phase change material cooling.
  • the boiling heat transfer liquid is directly in contact with the cells in the battery module, in order to control the temperature and to maintain it within a predetermined temperature range.
  • the third category concerns solutions where a heat transfer fluid (gaseous or liquid) is circulated within a battery pack.
  • Patent US5320190 thus proposes air circulation to cool a vehicle battery pack, either by directly using the air impacting the vehicle during driving, or by using a fan for phases when parked or just after driving. .
  • Patent CN202259596U proposes a battery pack that incorporates air distributors.
  • a system of air guide plates is proposed which, a priori, makes it possible to reduce the temperature difference between battery modules. Coolant can be used instead of air. Indeed, the notions of cost, size and additional mass can be preponderant factors depending on the application considered. For example, air cooling is the least expensive solution since, as indicated, it consists of forced air ventilation between the accumulators.
  • the thermal performance of air cooling is of low quality due to the low exchange coefficient and the low thermal inertia Thus, in this type of cooling, the first accumulator will heat up despite everything on contact air and the air temperature will increase.
  • Liquid cooling solutions are therefore much more efficient in terms of heat exchange: they consist of direct cooling by thermal conduction using a liquid, preferably dielectric.
  • a liquid preferably dielectric.
  • patent applications WO2008/156737 and US2013196184 propose a system of channels which each hug a part of the periphery of several cylindrical accumulators parallel to each other. A heat transfer liquid flows inside these channels to drain the heat.
  • Patent US8877366 relates to a liquid cooling solution flowing in external pipes which cool by thermal conduction fins inserted between accumulators.
  • Patent FR3010834 discloses a device for thermal regulation of a battery pack, comprising a tube heat exchanger in contact with the accumulators at the bottom of the casing (envelope) of the battery pack.
  • the MERSEN company has proposed a battery pack with busbars on which pipes with several elbows are attached and welded, preferably glycolated water circulating inside these pipes during operation of the battery pack for the purpose of cooling.
  • the pipes are intended to eliminate the hot spots of the pack in operation.
  • patent application EP3293786 which describes a similar cooling plate system. As mentioned above, a cell or an accumulator of the battery pack can undergo thermal runaway.
  • the invention relates, in one of its aspects, to a multilayer film, to be applied in a battery module (M), preferably against a busbar of the battery module (M), comprising at least one encapsulation layer of plastic material and one layer of aqueous gel, to be placed in the path of the hot gases released by an accumulator of the module (M) during thermal runaway, preferably facing each other at least a part of the busbar, encapsulated at least partially by the encapsulation layer.
  • the multilayer film can be configured to allow the passage of hot gases when they are released and to form a thermal barrier between the hot gases that have passed through and the accumulators of the module (M).
  • the multilayer film can be traversable only for gases at a pressure and/or a temperature at least equal to the pressure and/or the temperature of the hot gases when they are released.
  • the plastic encapsulation layer can be configured to maintain the layer of aqueous gel, to prevent its drying and to allow the hot gases to pass through the multilayer film only during their degassing outside the accumulator in thermal runaway.
  • the gel layer can be a continuous or discontinuous layer along the length of the film.
  • length we mean a dimension of the film transverse to its thickness, which can therefore also be a surface depending on the shape of the zone(s) for the passage of the hot gases and/or the busbars which can be two-dimensional plates.
  • the layer of gel according to the invention can be produced over the entire film or have an interruption in thickness at at least one point of the film.
  • the layer of gel comprising one or more extra thicknesses over the length of the film.
  • the extra thickness(es) is (are) preferably intended to be arranged facing the previously determined zone(s) of the module with the highest risk of thermal accumulation and/or close to the contacts between the busbar and the accumulators of the module and/or passage zones for the vent gases of the module.
  • the gel layer is printed, in particular by additive manufacturing, directly on the encapsulation layer.
  • the film comprises two encapsulation layers, one of which is intended to be applied directly against the busbar.
  • the encapsulation layer intended to be applied directly against the busbar is adhesive on its external face.
  • the film comprises a single encapsulation layer, the layer of aqueous gel being intended to be applied directly against the busbar, preferably printed, in particular by additive manufacturing on the busbar.
  • the encapsulation layer(s) is made of a polymer chosen from polyethylene (PE) or polyether. the thickness of each encapsulation layer is preferably at most equal to 50 ⁇ m.
  • the aqueous gel preferably comprises at least 90% deionized water and a gelling polymer having a high degree of polymerization.
  • the gelling polymer is advantageously chosen from methylcellulose, carboxymethylcellulose, polyurethanes, galactan or sodium polyacrylates.
  • the thickness of the layer of gel is preferably at most equal to 10 mm.
  • the encapsulation layer of plastic material intended to be facing at least a part of the busbar, comprises fracture initiators precut in said layer or cutouts leaving the layer visible. of gel from the outside of the film.
  • the invention also relates to a battery module comprising: - a plurality of accumulators of prismatic geometry each comprising at least one electrochemical cell C formed of a cathode, an anode and an electrolyte interposed between the cathode and the anode, and a box arranged to contain the electrochemical cell with sealing and two output terminals projecting from the cover and/or from the bottom of the box; - Preferably at least one busbar fixed to one of the output terminals of at least part of the accumulators, in order to electrically connect them together; - at least one multilayer film as described above, the layer of aqueous gel being placed in at least one zone intended for the passage of the hot gases released by one of the accumulators during thermal runaway, preferably at least part of the multilayer film being applied against the busbar.
  • the passage zone or zones for the hot gases released during thermal runaway of one of the accumulators of the module (M) is (are) determined beforehand.
  • the multilayer film can advantageously make it possible to separate the hot gases degassing out of the trigger accumulator from the rest of the accumulators by forming a thermal barrier limiting the heat exchanges between the vent gases having passed through the film.
  • the hot gases can pass through the multilayer film by piercing the gel layer and/or the encapsulation layer.
  • At least one of the accumulators, preferably each accumulator may comprise at least one safety vent configured to release hot gases under pressure during thermal runaway of said accumulator, the gel layer being placed facing the safety vent.
  • the multilayer film is arranged as close as possible to the safety vent.
  • the safety vent(s) is (are) located on one of the output terminals of the accumulator(s), preferably on the positive output terminal. Degassing of hot gases can take place through the busbar.
  • the layer of gel faces at least part of the busbar.
  • the gel layer of the film comprises one or more extra thicknesses over the length of the film, the extra thickness or thicknesses being preferably arranged opposite the zone or zones of the module previously determined with the strongest risk of thermal accumulation and/or close to the contacts between the busbar and the module accumulators and/or the module vent gas passage areas.
  • the gel layer is printed, in particular by additive manufacturing, directly on the busbar.
  • the invention essentially consists of a multilayer film, arranged on the previously determined path of the hot gases released under pressure in the event of thermal runaway of one of the accumulators of a battery module, whose aqueous gel layer facing accumulators will limit the propagation of a thermal runaway from one of them to the others.
  • the invention consists of a multilayer film applied against, preferably glued against, a busbar of a battery accumulator module, the aqueous gel layer facing the accumulators of which will limit the propagation of a thermal runaway of one of these to the others.
  • the aqueous gel layer facing the accumulators of which will limit the propagation of a thermal runaway of one of these to the others.
  • the evaporation of the water contained in the gel will make it possible to greatly limit the increase in the temperature of the accumulators. neighbors.
  • the aqueous gel as such has very little action on limiting the thermal runaway of the trigger accumulator within the module.
  • the temperature T1 typically 70°C, in figure 2 of the publication, is the temperature above which the accumulator heats up without an external source at a typical rate of 0.02°C/min under adiabatic conditions.
  • thermal runaway one can thus understand here and within the framework of the invention, a ratio between the value of the derivative of the heating temperature and that of the time at least equal to 0.02° C. per min.
  • the layer of gel according to the invention makes it possible to prevent the accumulators neighboring a trigger accumulator from also going into thermal runaway.
  • the extra thickness(es) can also be arranged opposite and/or close to the contacts between the busbar and the accumulators of the module and/or zones for the passage of the vent gases of the module.
  • the thickness of the film can be variable along its length with at least one or more excess thicknesses of the gel layer located according to the most critical thermal zones of a battery module for which the film is intended to be placed. implemented.
  • the implementation of an aqueous gel according to the invention is simpler. Indeed, it does not require to have a container perfectly sealed throughout the runaway of an accumulator.
  • the aqueous gel also makes it possible to limit the potential risks of short-circuit within a battery module.
  • the invention provides many advantages, among which we can mention: - a simple to implement and effective safety solution to prevent the propagation of a thermal runaway within a module or a battery pack ; - A solution which is not to the detriment of the weight of a module or of a battery pack, a multilayer film according to the invention being able to be very light, which is very advantageous for on-board applications; - the possibility of setting up a multilayer film very quickly and easily in a module or a battery pack, from its design or, on the contrary, as a retrofit of an existing module or battery pack.
  • each accumulator is a Li-ion accumulator in which: - the material of the negative electrode(s) is chosen from the group comprising graphite, lithium, titanate oxide Li 4 TiO 5 O 12 ; - the positive electrode material(s) is chosen from the group comprising LiFePO 4 , LiCoO 2 , LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 .
  • the material of the negative electrode(s) is chosen from the group comprising graphite, lithium, titanate oxide Li 4 TiO 5 O 12
  • the positive electrode material(s) is chosen from the group comprising LiFePO 4 , LiCoO 2 , LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 .
  • FIG 2 Figure 2 is a front view showing a lithium-ion battery with its flexible packaging according to the state of the art.
  • Figure 3 is a perspective view of a lithium-ion battery according to the state of the art with its rigid packaging consisting of a cylindrical case.
  • Figure 4 is a perspective view of a lithium-ion battery according to the state of the art with its rigid packaging consisting of a box of prismatic shape.
  • Figure 5 is a perspective view of an assembly by means of lithium-ion battery busbars according to the state of the art, forming a battery pack.
  • Figure 6 is a side view of a battery module equipped with a busbar against which is applied an example of multilayer film according to the invention.
  • FIG 7 is a view of a module similar to Figure 6, equipped with its case, Figure 7 showing a thermal runaway situation of one of the accumulators of the module.
  • Figure 7A is a detail view of Figure 7.
  • Figure 8 is a photographic reproduction of an experimental assembly of an assembly of two Li-ion accumulators with a busbar which connects them electrically on which a multilayer film according to the invention.
  • Figure 9 illustrates in the form of curves the temperature readings taken with the experimental setup, with and without a layer of aqueous gel of a film according to the invention.
  • FIG 10 is a side view of a battery module equipped with its case and a busbar against which is applied an example of multilayer film according to a variant of the invention.
  • Figures 1 to 5 relate to different examples of Li-ion accumulator, flexible packaging and accumulator cases as well as a battery pack according to the state of the art. These figures 1 to 5 have already been commented on in the preamble and are therefore not commented on further below. For the sake of clarity, the same references designating the same elements according to the state of the art and according to the invention are used for all of the figures 1 to 10.
  • FIGS. 6, 7 and 7A show a first example of multilayer film 10 according to the invention applied against a busbar B3 of a module M of a Li-ion accumulator battery, A1, A2, A3, A4.
  • the illustrated accumulators A1-A4 may have cases of cylindrical format, typically of 18650 or 21700 format.
  • the accumulators A1-AA4 are electrically connected by their output terminal per group by the busbar B3.
  • a multilayer film 10 is applied, preferably glued directly against the busbar B3.
  • This film 10 consists of a layer 11 of aqueous gel, containing at least 90% water, preferably encapsulated by heat sealing between two encapsulation layers 12, 13 made of polymer, preferably polyethylene (PE) or polyether. .
  • the thickness of each encapsulation layer 12, 13 is typically around 50 ⁇ m.
  • the aqueous gel preferably comprises at least 90% deionized water and a gelling polymer having a high degree of polymerization (which may be up to several million). For example, polyethylene glycol with a degree of polymerization of 5 million can be diluted in water with a ratio of 4%.
  • Polymers such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, polyurethanes, galactan or sodium polyacrylates can also be used.
  • a gel whose viscosity increases with temperature.
  • methyl cellulose can be favored as gelling agent.
  • the thickness of the gel layer 11 can be around 10mm.
  • the production of an aqueous gel according to the invention is done by slowly dissolving the polymers in water at 50°C. A commercial mixer is used for stirring at 2000 rpm, in order to obtain good homogenization of the gel.
  • a multilayer film 10 according to the invention within a battery module M, it can be carried out in several steps.
  • a first step consists in placing a plastic film 12 chosen on the busbar B3 of the positive terminals 4. Then the aqueous gel 10 is deposited by screen printing either continuously or occasionally in critical places. Finally, the aqueous gel layer 11 is encapsulated by heat sealing after the deposition of a second film 13 on top of the gel.
  • approximately 80 kJ of thermal energy can be released. Generally, the energy released is shared between the gases and the ejected molten materials which represent approximately 70% of the heat, and the energy emitted by the case of the accumulator due to the materials retained in the realization of the accumulator. , which represents the remaining 30% heat.
  • FIG. 8 illustrates an experimental setup for proving the effectiveness of an aqueous gel layer in accordance with the invention.
  • Two accumulators A1, A2 are materialized by two aluminum rods which have a thermal behavior close to conventional boxes in Li-ion accumulators.
  • the trigger accumulator A2 is surrounded by a copper heating wire (CF) to allow simulation of the rise in temperature during a thermal runaway.
  • the second accumulator A1 is connected to the first by busbars B1, B2, respectively from the top and from the bottom, in the form of metal foils fixed to the two output terminals 4, 5.
  • the aqueous gel is deposited vertically on the two foils. The fact that the gel is sufficiently viscous allows it to be maintained in this orientation.
  • the test consists of measuring the temperature on the trigger accumulator A2 as well as on the foils B1, B2 and at two places of the accumulator A1.
  • One of the indirect ways of limiting the thermal runaway of a gate accumulator A2 is for the thermal energy which is released to be shared by the adjacent accumulators A1, A3, A4. This without raising the temperature of the neighboring accumulators above a temperature of 120°C.
  • the trigger accumulator when it is arranged on one edge of the module M, it can only exchange heat with a few neighboring accumulators, which considerably increases the risk that the latter also go into thermal runaway. Thus, to avoid this, it is possible to locally increase the thickness of the layer of gel on the most critical accumulators. This embodiment variant is illustrated in FIG. 10 where an extra thickness 14 of aqueous gel layer can be seen.
  • the electrical contact points between the accumulators and the busbars constitute privileged places of thermal diffusion, during the abnormal heating of an accumulator. It is therefore advantageous to position extra thicknesses of the gel layer directly above these points.
  • the possible rupture of the overpressure vents of an accumulator, during a thermal runaway causes the projection out of the accumulator, of high temperature gas along a degassing path.
  • the positioning of extra thickness of the gel layer on the busbars close to each potential degassing path makes it possible to absorb part of the heat given off.
  • the aqueous gel can be printed in 3D directly on the busbar, with screen printing for example with a viscosity between 5 and 20 pa.s.
  • the multilayer film 10 systematically comprises two encapsulation layers 12, 13 of plastic material, it is possible to provide a film with a single layer 13, the layer of gel 11 being directly applied against a busbar. In the examples illustrated, the layer of gel 11 is a continuous layer over the length of the film 10.
  • the accumulators are cylindrical, for example of the 18650 type, with a safety vent in the positive terminal of each accumulator.
  • Other forms of accumulators and/or other arrangements of safety vents are possible.
  • the plastic material encapsulation layer 12 can be pre-cut or else post-cut, for example by laser, in the zones to come facing said vents.
  • the gas outlet pressures and temperatures through the vents are however such that the gelled barrier and the encapsulation layers according to the invention can be chosen so as not to represent significant barriers to their evacuation, by providing insufficient mechanical and thermal resistance. to oppose it.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

L'invention concerne un film multicouches (10), à appliquer de préférence contre un busbar d'un module (M) de batterie, comprenant au moins une couche d'encapsulation en matière plastique et une couche de gel aqueux, à mettre en vis-à-vis d'au moins une partie du busbar, encapsulée au moins partiellement par la couche d'encapsulation.

Description

Description
Titre :
FILM MULTICOUCHE COMPRENANT UNE COUCHE DE GEL AQUEUX POUR LE REFROIDISSEMENT D'AU MOINS UN ACCUMULATEUR AU SEIN D'UN MODULE
DE BATTERIE, ET MODULE ASSOCIE
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine des accumulateurs électrochimiques, et plus particulièrement à des accumulateurs métal-ion.
Plus particulièrement, l’invention a trait à un film multicouches à appliquer contre un busbar dans un module de batterie.
On rappelle ici qu’un busbar est une bande (clinquant) ou barre en matériau électriquement conducteur, éventuellement feuilletée avec un ou des matériaux électriquement isolants, qui est fixée, de préférence vissée ou soudée, à une borne de sortie d’au moins un accumulateur électrochimique pour assurer la connexion électrique avec un autre accumulateur électrochimique d’un pack-batterie ou un autre élément d’entrée/sortie électrique.
L’invention vise principalement à optimiser le refroidissement des accumulateurs d’un pack- batterie tel que l’énergie d’un emballement thermique d’un accumulateur donné au sein du pack ne puisse se propager aux autres accumulateurs.
Bien que décrite en référence à un accumulateur Lithium-ion, l’invention s’applique à tout accumulateur électrochimique métal-ion, c’est-à-dire également les accumulateurs sodium- ion, Magnésium-ion, Aluminium-ion... ou de manière plus générale à tout accumulateur électrochimique.
Un pack-batterie selon l’invention peut être embarqué ou stationnaire. Par exemple, les domaines des transports électriques et hybrides et les systèmes de stockage connectés au réseau peuvent être envisagés dans le cadre de l’invention.
Technique antérieure
Telle qu’illustrée schématiquement en figures 1 et 2, une batterie ou accumulateur lithium- ion comporte usuellement au moins une cellule électrochimique constituée d'un constituant d'électrolyte 1 entre une électrode positive ou cathode 2 et une électrode négative ou anode 3, un collecteur de courant 4 connecté à la cathode 2, un collecteur de courant 5 connecté à l' anode 3 et enfin, un emballage 6 agencé pour contenir la cellule électrochimique avec étanchéité tout en étant traversé par une partie des collecteurs de courant 4, 5. L'architecture des batteries lithium-ion conventionnelles comporte une anode, une cathode et un électrolyte. Plusieurs types de géométrie d'architecture conventionnelle sont connus : - une géométrie cylindrique telle que divulguée dans la demande de brevet US 2006/0121348, - une géométrie prismatique telle que divulguée dans les brevets US 7348098, US 7338733; - une géométrie en empilement telle que divulguée dans les demandes de brevet US 2008/060189, US 2008/0057392, et brevet US 7335448. Le constituant d'électrolyte 1 peut être de forme solide, liquide ou gel. Sous cette dernière forme, le constituant peut comprendre un séparateur en polymère, en céramique ou en composite microporeux imbibé d'électrolyte (s) organique (s) ou de type liquide ionique qui permet le déplacement de l'ion Lithium de la cathode à l'anode pour une charge et inversement pour une décharge, ce qui génère le courant. L'électrolyte est en général un mélange de solvants organiques, par exemple des carbonates dans lesquels est ajouté un sel de lithium typiquement LiPF6. L'électrode positive ou cathode 2 est constituée de matériaux d'insertion du cation Lithium qui sont en général composite, comme LiFePO4, LiCoO2, LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2. L'électrode négative ou anode 3 est très souvent constituée de carbone graphite ou en Li4TiO5O12 (matériau titanate), éventuellement également à base de silicium ou de composite formé à base de silicium. Le collecteur de courant 4 connecté à l'électrode positive est en général en aluminium. Le collecteur de courant 5 connecté à l'électrode négative est en général en cuivre, en cuivre nickelé ou en aluminium. Une batterie ou accumulateur lithium-ion peut comporter bien évidemment une pluralité de cellules électrochimiques qui sont empilées les unes sur les autres. Traditionnellement, une batterie ou accumulateur Li-ion utilise un couple de matériaux à l’anode et à la cathode lui permettant de fonctionner à un niveau de tension élevé, typiquement égal à 3,6 Volt. Selon le type d’application visée, on cherche à réaliser soit un accumulateur lithium-ion fin et flexible soit un accumulateur rigide : l’emballage est alors soit souple soit rigide et constitue dans ce dernier cas en quelque sorte un boitier. Les emballages souples sont usuellement fabriqués à partir d’un matériau composite multicouches, constitué d’un empilement de couches d’aluminium recouvertes par un ou plusieurs film(s) en polymère laminés par collage. Les emballages rigides sont quant à eux utilisés lorsque les applications visées sont contraignantes où l'on cherche une longue durée de vie, avec par exemple des pressions à supporter bien supérieures et un niveau d'étanchéité requis plus strict, typiquement inférieure à 10-8 mbar.l/s, ou dans des milieux à fortes contraintes comme le domaine aéronautique ou spatial. Aussi, à ce jour un emballage rigide utilisé est constitué d'un boitier métallique, typiquement en acier inoxydable (inox 316L ou inox 304) ou en aluminium (Al 1050 ou Al 3003), ou encore en titane. La géométrie de la plupart des boitiers rigides d’emballages d’accumulateurs Li-ion est cylindrique, car la plupart des cellules électrochimiques des accumulateurs sont enroulées par bobinage selon une géométrie cylindrique autour d’un mandrin cylindrique. Des formes prismatiques de boitiers ont également déjà été réalisées par bobinage autour d’un mandrin prismatique. La demande de brevet FR3004292 décrit l’utilisation de l’intérieur du mandrin en tant que lame d’air pour refroidir à cœur une cellule enroulée d’un accumulateur métal-ion. Un des types de boitier rigide de forme cylindrique, usuellement fabriqué pour un accumulateur Li-ion de forte capacité, est illustré en figure 3. Un boitier rigide de forme prismatique est également montré en figure 4. Le boitier 6 comporte une enveloppe latérale cylindrique 7, un fond 8 à une extrémité, un couvercle 9 à l’autre extrémité, le fond 8 et le couvercle 9 étant assemblés à l’enveloppe 7. Le couvercle 9 supporte les pôles ou bornes de sortie du courant 4, 5. Une des bornes de sortie (pôles), par exemple la borne négative 5 est soudée sur le couvercle 9 tandis que l’autre borne de sortie, par exemple la borne positive 4, passe à travers le couvercle 9 avec interposition d’un joint non représenté qui isole électriquement la borne positive 4 du couvercle. Le type de boitier rigide largement fabriqué consiste également en un godet embouti et un couvercle, soudés entre eux sur leur périphérie. En revanche, les collecteurs de courant comprennent une traversée avec une partie faisant saillie sur le dessus du boitier et qui forme une borne aussi appelée pôle apparent de la batterie. Un pack batterie P est constitué d’un nombre variable d’accumulateurs pouvant atteindre plusieurs milliers qui sont reliés électriquement en série ou en parallèle entre eux et généralement par des barres de connexion, appelées usuellement busbars. Un exemple de pack-batterie P est montré en figure 5. Ce pack est constitué de deux modules M1, M2 d’accumulateurs Li-ion A identiques et reliés entre eux en série, chaque module M1, M2 étant constitué de quatre rangées d’accumulateurs reliés en parallèle, chaque rangée étant constituée d’un nombre égal à six accumulateurs Li-ion. Comme représenté, la connexion mécanique et électrique entre deux accumulateurs Li-ion d’une même rangée est réalisée par vissage de busbars B1, avantageusement en cuivre, reliant chacune une borne positive 4 à une borne négative 5. La connexion entre deux rangées d’accumulateurs en parallèle au sein d’un même module M1 ou M2 est assurée par un busbar B2, également avantageusement en cuivre. La connexion entre les deux modules M1, M2 est assurée par un busbar B3, également avantageusement en cuivre. Dans le développement et la fabrication des batteries lithium-ion, pour chaque profil/nouvelle demande, quel que soit les acteurs du marché, cela nécessite des dimensionnements précis (architectures électriques série/parallèle, mécaniques, thermiques…) pour concevoir de manière optimale un pack batterie performant et sûr. En particulier, la sécurité des accumulateurs lithium-ion doit être prise en considération à la fois à l’échelle d’un accumulateur seul, d’un module et d’un pack-batterie. Différents dispositifs passifs ou actifs ayant une fonction de sécurité peuvent également être intégrés au niveau d’une cellule (accumulateur), et/ou d’un module et/ou du pack-batterie pour prévenir les problèmes, lorsque la batterie se retrouve dans des conditions dites de fonctionnement abusif. Un système électrochimique lithium, que ce soit à l’échelle de la cellule (accumulateur), du module ou du pack, produit des réactions exothermiques quel que soit le profil de cyclage donné. Ainsi, à l’échelle d’un accumulateur unitaire, en fonction des chimies considérées, le fonctionnement optimal des accumulateurs lithium-ion est limité dans une certaine gamme de température. Un accumulateur électrochimique doit fonctionner dans une plage de température définie, typiquement généralement inférieure à 70°C à sa surface extérieure de boitier, sous peine de dégrader ses performances, voire même de le dégrader physiquement jusqu’à destruction. On peut citer pour exemple les accumulateurs lithium de chimie fer-phosphate qui ont une plage de fonctionnement comprise généralement entre -20 °C et +60 °C. Au-delà de 60 °C, les matériaux peuvent subir des dégradations importantes réduisant les performances de la cellule. Au-delà d’une température dite d’emballement thermique pouvant être comprise entre 70°C et 110°C, il y a amorçage de réactions chimiques internes exothermiques. Lorsque l’accumulateur n’est plus capable d’évacuer suffisamment de chaleur, la température de la cellule augmente jusqu’à destruction, ce phénomène étant désigné usuellement sous l’appellation d’emballement thermique (en anglais «Thermal Runaway»). Autrement dit, un emballement thermique se produit dans une cellule (accumulateur), lorsque l’énergie dégagée par les réactions exothermiques qui surviennent à l’intérieur de celle-ci, excède la capacité à la dissiper à l’extérieur. Cet emballement peut être suivi d’une génération de gaz et d’explosion et/ou feu. Également, le maintien d’une température inférieure à 70°C permet d’augmenter la durée de vie d’un accumulateur, car plus la température de fonctionnement d’un accumulateur est élevée, plus sa durée de vie sera diminuée. En outre, certaines chimies d’accumulateurs requièrent une température de fonctionnement bien au-delà de la température ambiante et par conséquent, il s’avère nécessaire de réguler leur niveau de température par un préchauffage initial des accumulateurs, voire par un maintien en température permanent des accumulateurs. Au niveau d’une cellule (accumulateur), les différents dispositifs internes de protection connus sont: - un dispositif à coefficient de température positif (PTC acronyme anglo-saxon pour « Polymeric positive Temperature Coefficient ») : actuellement, un grand nombre d’accumulateurs cylindriques déjà commercialisés en sont munis. Un tel dispositif se présente sous la forme d’un anneau en polymère (polyéthylène) laminé avec un métal. En cas de surcharge, ce polymère chauffe, change de phase, devient plus résistif et limite ainsi le passage du courant ; - un dispositif d’interruption du courant (CID pour « current interruption device ») : il interrompt le courant si la pression du gaz dans la cellule dépasse les limites spécifiées ; - un dispositif coupe circuit (en anglais « shutdown ») qui empêche la génération de courants élevés ; - un évent constitué d’une soupape ou d’un disque de rupture, qui s’ouvre lorsque la pression augmente brutalement, et dépasse une pression critique déterminée, afin d’éviter l’explosion de la cellule ; - un fusible thermique, actuellement mis en œuvre dans les accumulateurs de grande capacité, qui coupe le courant dès lors que la température dans l’accumulateur est trop élevée. Dans une batterie, ou pack-batterie à plusieurs accumulateurs Li-ion, la mise en série ou parallèle d’accumulateurs plus ou moins différents peut avoir des conséquences sur la performance résultante du pack. Il est ainsi reconnu que dans un pack-batterie, par exemple de véhicule électrique, les dispersions de vieillissements peuvent être élevées en fonction par exemple de la position des accumulateurs, suite à des dissymétries de vieillissement entre les accumulateurs ou des différences d’utilisations (variations thermiques entre le cœur et les bords du pack, gradient de courant…). Aussi, afin de limiter le vieillissement prématuré du pack, il est nécessaire d’optimiser la température de fonctionnement et la dispersion de température d’un accumulateur à l’autre. Un accumulateur (ou des accumulateurs) qui vieillit (vieillissent) plus vite que les autres peut (peuvent) avoir un impact direct sur les performances électriques du pack-batterie complet. Cela se traduit par la diminution de la capacité totale utilisable du pack batterie. A l’échelle du module et du pack, typiquement en dessous de 0°C par exemple, il peut être nécessaire d’avoir recours à un système de management de batterie (acronyme anglais BMS), afin de limiter la puissance demandée au pack afin d’éviter une dégradation des accumulateurs particulièrement pour la charge de la batterie. On rappelle ici que le BMS (acronyme anglais de « Battery Management System ») est utilisé afin de protéger les éléments de facteurs augmentant leur dangerosité, tel des courants trop élevés, des potentiels non adaptés (trop élevés ou trop faibles), des températures limites. Le BMS stoppe donc les applications de courant (charge, décharge) dès l’atteinte de tensions seuils. Au-delà d’une température supérieure, typiquement de l’ordre 70°C, il convient également d’être vigilant car des réactions électrochimiques peuvent conduire à la destruction des accumulateurs unitaires et provoquer une propagation d’un défaut interne à l’accumulateur, généralement un court-circuit interne, qui peut conduire à l’extrême à l’explosion du pack. Ainsi, les inventeurs ont pu mettre en évidence dans le cadre d’une étude des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité qu’un des risques les plus critiques pour un module de batterie et plus généralement d’un pack-batterie Li-ion était le court-circuit interne d’une cellule, suite à un défaut de fabrication, avec un taux de défaillance typiquement de 10-7/h. Dans ce cas, il est également nécessaire d’avoir recours au BMS, afin de protéger les accumulateurs. La difficulté intervient pour assurer l’uniformité de la température au sein d’un pack-batterie. Par conséquent, ces considérations thermiques imposent généralement une régulation de la température des accumulateurs d’un pack batterie. Diverses stratégies de gestion thermique sont proposées pour optimiser les systèmes de refroidissement intégré et permettre au pack de batteries de fonctionner à une température ambiante cible et d'assurer une homogénéité de la température des cellules. Le système de gestion thermique doit donc être capable de réagir, et de manière très précise, si un gradient de température est observé au niveau des cellules le constituant. Dans la littérature, les solutions divulguées pour tenter d’assurer une homogénéité de température au sein d’un pack-batterie peuvent être classées essentiellement en trois catégories. La première catégorie concerne l’utilisation de plaques froides. Le brevet US8609268 divulgue ainsi un système de plaque froide à l’intérieur duquel un fluide réfrigérant s’écoule, permettant de drainer la chaleur d’accumulateurs au contact de la plaque froide. La demande de brevet WO2011/013997 propose des ailettes de refroidissement agencées à l’intérieur d’un empilement de cellules planes pour drainer la chaleur des cellules vers un fluide circulant en bas de l’empilement. La deuxième catégorie concerne le refroidissement par matériau à changement de phase. Dans la demande de brevet DE102013017396A1, le liquide caloporteur en ébullition est directement en contact avec les cellules dans le module de la batterie, afin de contrôler la température et de la maintenir dans une plage de température prédéterminée. La troisième catégorie concerne les solutions où on fait circuler un fluide caloporteur (gazeux ou liquide) au sein d’un pack-batterie. Le brevet US5320190 propose ainsi une circulation d’air pour refroidir un pack-batterie de véhicule, soit en utilisant directement l’air impactant le véhicule lors du roulage, soit en ayant recours à un ventilateur pour les phases en stationnement ou juste après le roulage. Le brevet CN202259596U propose un pack-batterie qui intègre des distributeurs en air. Dans la demande de brevet WO2012/165781, il est proposé un système de plaques de guidage d’air qui permet à priori de réduire l’écart de température entre des modules de batteries. Un liquide de refroidissement peut être utilisé à la place de l’air. En effet, les notions de coût, d’encombrement et de masse supplémentaire peuvent être des facteurs prépondérants en fonction de l’application considérée. Par exemple, un refroidissement par air est la solution la moins onéreuse puisque comme indiqué, elle consiste en une ventilation d’air forcée entre les accumulateurs. En revanche, les performances thermiques d’un refroidissement par air sont de faible qualité du fait du coefficient d’échange peu élevé et de la faible inertie thermique Ainsi, dans ce type de refroidissement, le premier accumulateur va s’échauffer malgré tout au contact de l’air et la température d’air va augmenter. Au passage du deuxième accumulateur, l’air est plus chaud et l’accumulateur est plus chaud que le premier. Au final, on peut donc obtenir des accumulateurs dont la température est inhomogène ou dont le refroidissement est insuffisant pour limiter le risque d’emballement. Les solutions par refroidissement liquide sont donc nettement plus efficaces en termes d’échanges thermiques: elles consistent en un refroidissement direct par conduction thermique à l’aide d’un liquide, de préférence diélectrique. Par exemple, les demandes de brevet WO2008/156737 et US2013196184 proposent un système de canaux qui épousent chacun une partie de la périphérie de plusieurs accumulateurs cylindriques parallèles les uns aux autres. Un liquide caloporteur s’écoule à l’intérieur de ces canaux pour drainer la chaleur. Le brevet US8877366 concerne une solution de refroidissement par liquide s’écoulant dans des tubulures externes qui refroidissent par conduction thermique des ailettes insérées entre des accumulateurs. Le brevet FR3010834 divulgue un dispositif de régulation thermique d’un pack batterie, comprenant un échangeur de chaleur à tubes au contact des accumulateurs au fond du carter (enveloppe) du pack-batterie. La société MERSEN a proposé un pack-batterie avec des busbars sur lesquelles des tuyaux à plusieurs coudes sont rapportée et soudés, de l’eau de préférence glycolée circulant à l’intérieur de ces tuyaux lors du fonctionnement du pack-batterie à des fins de refroidissement. On pourra se reporter à [1]. Comme explicité dans cette publication, les tuyaux sont prévus pour éliminer les points chauds du pack en fonctionnement. On pourra aussi se reporter à la demande de brevet EP3293786 qui décrit un système similaire de plaque de refroidissement. Comme évoqué ci-dessus, une cellule ou un accumulateur du pack-batterie peut subir un emballement thermique. Or, tous les dispositifs de refroidissement selon l’art antérieur, ne permettent pas de mitiger réellement un emballement thermique d’un accumulateur au sein d’un pack-batterie, c’est- à-dire qui permettent d’atténuer la transmission de l’énergie dissipée par un emballement thermique de l’accumulateur aux autres accumulateurs du pack, afin d’éviter qu’eux-mêmes ne rentrent dans une situation d’emballement thermique. Il existe donc un besoin pour améliorer les solutions de refroidissement de pack-batterie, notamment afin d’absorber l’énergie dissipée par un emballement thermique d’un accumulateur donné au sein du pack et ainsi de limiter la température des autres accumulateurs du pack et par là d’éviter que ces autres accumulateurs ne partent également en emballement thermique. En outre, l’amélioration doit aussi être optimisée en termes de poids et d’encombrement pour préserver les performances du pack. Le but de l’invention est de répondre au moins en partie à ce(s) besoin(s). Exposé de l’invention Pour ce faire, l’invention concerne, sous l’un de ses aspects, un film multicouches, à appliquer dans un module (M) de batterie, de préférence contre un busbar du module (M) de batterie, comprenant au moins une couche d’encapsulation en matière plastique et une couche de gel aqueux, à mettre sur la trajectoire des gaz chauds libérés par un accumulateur du module (M) lors d’un emballement thermique, de préférence en vis-à-vis d’au moins une partie du busbar, encapsulée au moins partiellement par la couche d’encapsulation. Le film multicouches peut être configuré pour permettre le passage des gaz chauds lors de leur libération et pour former une barrière thermique entre les gaz chauds ayant traversés et les accumulateurs du module (M). Le film multicouches peut être traversable uniquement pour des gaz à une pression et/ou une température au moins égale(s) à la pression et/ou la température des gaz chauds lors de leur libération. La couche d’encapsulation en matière plastique peut être configurée pour maintenir la couche de gel aqueux, pour éviter son séchage et pour permettre aux gaz chauds de traverser le film multicouches uniquement lors de leur dégazage hors de l’accumulateur en emballement thermique. La couche de gel peut être une couche continue ou discontinue sur la longueur du film. Par « longueur », on entend une dimension du film transversale à son épaisseur, qui peut donc aussi être une surface en fonction de la forme de la(les) zone(s) de passage des gaz chauds et/ou des busbars qui peuvent être des plaques en deux dimensions. Autrement dit, la couche de gel selon l’invention peut être réalisée sur tout le film ou avoir une interruption d’épaisseur en au moins un point du film. Selon un mode de réalisation avantageux, la couche de gel comprenant une ou des surépaisseurs sur la longueur du film. Selon ce mode, la ou les surépaisseurs est (sont) de préférence destinée(s) à être agencées en regard de la ou des zones du module préalablement déterminée(s) avec le plus fort risque d’accumulation thermique et/ou à proximité des contacts entre le busbar et les accumulateurs du module et/ou zones de passage des gaz d’évent du module. Avantageusement, la couche de gel est imprimée, notamment par fabrication additive, directement sur la couche d’encapsulation. Selon une première variante de réalisation, le film comprend deux couches d’encapsulation dont une est destinée à être appliquée directement contre le busbar. Dans cette configuration, la couche d’encapsulation destinée à être appliquée directement contre le busbar est adhésive sur sa face externe. Selon une deuxième variante de réalisation, le film comprend une seule couche d’encapsulation, la couche de gel aqueux étant destinée à être appliquée directement contre le busbar, de préférence imprimée, notamment par fabrication additive sur le busbar. Avantageusement, la(les) couche(s) d’encapsulation est en un polymère choisi parmi le polyéthylène (PE) ou le polyéther. l’épaisseur de chaque couche d’encapsulation est de préférence au plus égale à 50µm. Le gel aqueux comprend de préférence au moins 90% d’eau déionisée et un polymère de gélification ayant un fort degré de polymérisation. Le polymère de gélification est choisi avantageusement parmi la méthylcellulose, la carboxyméthylcellulose, les polyuréthanes, la galactane ou les polyacrylates de sodium. L’épaisseur de la couche de gel est de préférence au plus égale à 10mm. Selon une autre variante de réalisation, la couche d’encapsulation en matière plastique, destinée à être en vis-à-vis d’au moins une partie du busbar, comprend des amorces de rupture prédécoupées dans ladite couche ou des découpes laissant apparente la couche de gel depuis l’extérieur du film. L’invention a également pour objet un module de batterie comprenant: - une pluralité d’accumulateurs de géométrie prismatique comprenant chacun au moins une cellule électrochimique C formée d’une cathode, d’une anode et d’un électrolyte intercalé entre la cathode et l’anode, et un boitier agencé pour contenir avec étanchéité la cellule électrochimique et deux bornes de sortie faisant saillie du couvercle et/ou du fond du boitier; - de préférence au moins un busbar fixé à une des bornes de sortie d’au moins une partie des accumulateurs, afin de les relier électriquement entre eux ; - au moins un film multicouches tel que décrit précédemment, la couche de gel aqueux étant mise dans au moins une zone destinée au passage des gaz chauds libérés par un des accumulateurs lors d’un emballement thermique, de préférence au moins une partie du film multicouches étant appliquée contre le busbar. La ou les zones de passage des gaz chauds libérés lors d’un emballement thermique d’un des accumulateurs du module (M), est(sont) préalablement déterminée(s). Lors d’un emballement thermique, le film multicouches peut permettre, avantageusement, de séparer les gaz chauds dégazer hors de l’accumulateur gâchette du reste des accumulateurs en formant une barrière thermique limitant les échanges thermiques entre les gaz d’évent ayant traversés le film multicouches et les accumulateurs. Les gaz chauds peuvent traverser le film multicouches en perçant la couche de gel et/ou la couche d’encapsulation. Au moins un des accumulateurs, de préférence chaque accumulateur, peut comprendre au moins un évent de sécurité configuré pour libérer les gaz chauds sous pression lors d’un emballement thermique dudit accumulateur, la couche de gel étant mise en vis-à-vis de l’évent de sécurité. Avantageusement, un tel agencement permet d’augmenter la quantité de gaz chauds pouvant traverser le film multicouches lors de leur dégazage. Avantageusement, le film multicouches est agencé au plus près de l’évent de sécurité. De préférence, le(s) évent(s) de sécurité est(sont) situé(s) sur une des bornes de sortie de l’(des) accumulateur(s), de préférence sur la borne de sortie positive. Le dégazage des gaz chauds peut avoir lieu à travers le busbar. De préférence, la couche de gel est en vis-à-vis d’au moins une partie du busbar. Selon un mode de réalisation avantageux, la couche de gel du film comprend une ou des surépaisseurs sur la longueur du film, la ou les surépaisseurs étant de préférence agencées en regard de la ou des zones du module préalablement déterminée(s) avec le plus fort risque d’accumulation thermique et/ou à proximité des contacts entre le busbar et les accumulateurs du module et/ou zones de passage des gaz d’évent du module. Selon une variante avantageuse de réalisation, la couche de gel est imprimée, notamment par fabrication additive, directement sur le busbar. Ainsi, l’invention consiste essentiellement en un film multicouches, agencé sur le trajet préalablement déterminé des gaz chauds libérés sous pression en cas d’emballement thermique d’un des accumulateurs d’un module de batterie, dont la couche de gel aqueux en regard des accumulateurs va limiter la propagation d’un emballement thermique d’un de ceux-ci aux autres. De manière préférentielle, l’invention consiste en un film multicouches appliqué contre de préférence collé contre un busbar d’un module à accumulateurs de batterie, dont la couche de gel aqueux en regard des accumulateurs va limiter la propagation d’un emballement thermique d’un de ceux-ci aux autres. Ainsi, lors de l’emballement thermique d’un des accumulateurs, que l’on peut désigner par « accumulateur gâchette », l’évaporation de l’eau contenue dans le gel va permettre de fortement limiter l’augmentation de la température des accumulateurs voisins. Le gel aqueux en tant que tel n’a que très peu d’action sur la limitation de l’emballement thermique de l’accumulateur gâchette au sein du module. Il peut avoir une action de refroidissement mais sa fonction première est de former une véritable barrière de protection thermique des autres accumulateurs, i.e. ceux qui ne sont pas en emballement, en empêchant les gaz chauds libérés pas le ou les évents de sécurité de l’accumulateur gâchette de venir réchauffer très fortement les autres accumulateurs. La ou les couches d’encapsulation en matière plastique du film multicouches peuvent permettre de maintenir le gel sur le busbar et ainsi d’éviter qu’il ne s’évapore et coule dans le module. On précise ici que pour le phénomène d’emballement thermique, on se reportera à la publication [2] et au protocole décrit dans cette publication. Les températures dites « d’auto- échauffement » et « d’emballement thermique » sont respectivement notées T1 et T2 dans cette publication. La température T1, typiquement 70°C, dans la figure 2 de la publication, est la température à partir de laquelle l’accumulateur s’échauffe sans source externe à une vitesse typique de 0,02 °C/min en conditions adiabatiques. La température T2, typiquement 150°C, dans la figure 2 de la publication, est la température à partir de laquelle l’accumulateur s’échauffe à une vitesse d’échauffement typique de 10°C/min en conditions adiabatiques, ce qui conduit à la fusion du séparateur dans le faisceau électrochimique de l’accumulateur, à un court-circuit et donc à l’effondrement de la tension. Par « emballement thermique », on peut ainsi comprendre ici et dans le cadre de l’invention, un rapport entre la valeur de la dérivée de la température d’échauffement et celle du temps au moins égal à 0,02°C par min. Autrement dit, grâce à la couche de gel conforme à l’invention, l’énergie de l’emballement thermique de l’accumulateur gâchette n’est pas intégralement transmise aux accumulateurs adjacents du pack, limitant ainsi leur température. Par conséquent, un film multicouches selon l’invention permet d’éviter que les accumulateurs voisins d’un accumulateur gâchette, partent eux aussi en emballement thermique. Dans un mode de réalisation préféré, on détermine au préalable, pour un module de batterie donné, la ou des zones du module qui présentent le plus fort risque d’accumulation thermique et on réalise une ou des surépaisseurs de la couche de gel sur la longueur du film qui, une fois le film appliqué, seront en regard de ces zones. La ou les surépaisseurs peuvent également être agencées en regard de et/ou à proximité des contacts entre le busbar et les accumulateurs du module et/ou zones de passage des gaz d’évent du module. Autrement dit, l’épaisseur du film peut être variable sur sa longueur avec une ou des surépaisseurs au moins de la couche de gel localisées en fonction des zones thermiques les plus critiques d’un module de batterie pour lequel le film est destiné à être mis en œuvre. Par comparaison avec une solution connue utilisant de l’eau liquide, la mise en œuvre d’un gel aqueux selon l’invention est plus simple. En effet, il ne nécessite pas d’avoir un contenant parfaitement étanche tout au long de l’emballement d’un accumulateur. Le gel aqueux permet également de limiter les potentiels risques de court-circuit au sein d’un module de batterie. Au final, l’invention apporte de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer : - une solution de sécurité simple à mettre en œuvre et efficace pour empêcher la propagation d’un emballement thermique au sein d’un module ou d’un pack-batterie ; - une solution qui n’est pas au détriment du poids d’un module ou d’un pack-batterie, un film multicouches selon l’invention pouvant être très léger, ce qui est très avantageux pour les applications embarquées ; - la possibilité de mettre en place un film multicouches très rapidement et aisément dans un module ou un pack-batterie, dès sa conception ou au contraire en rétrofit d’un module ou pack-batterie existant. Pour une application à un pack-batterie Li-ion, chaque accumulateur est un accumulateur Li- ion dans lequel : - le matériau d’électrode(s) négative(s) est choisi dans le groupe comportant le graphite, le lithium, l’oxyde de titanate Li4TiO5O12 ; - le matériau d’électrode(s) positive(s) est choisi dans le groupe comportant LiFePO4, LiCoO2, LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d’exemples de mise en œuvre de l’invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes. Brève description des dessins [Fig 1] la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée montrant les différents éléments d’un accumulateur lithium-ion. [Fig 2] la figure 2 est une vue de face montrant un accumulateur lithium-ion avec son emballage souple selon l’état de l’art. [Fig 3] la figure 3 est une vue en perspective d’un accumulateur lithium-ion selon l’état de l’art avec son emballage rigide constitué d’un boitier de forme cylindrique. [Fig 4] la figure 4 est une vue en en perspective d’un accumulateur lithium-ion selon l’état de l’art avec son emballage rigide constitué d’un boitier de forme prismatique. [Fig 5] la figure 5 est une vue en perspective d’un assemblage au moyen de busbars d’accumulateurs lithium-ion selon l’état de l’art, formant un pack-batterie. [Fig 6] la figure 6 est une vue de côté d’un module de batterie équipé avec un busbar contre lequel est appliqué un exemple de film multicouches selon l’invention. [Fig 7] la figure 7 est une vue d’un module similaire à la figure 6, équipé de son boitier, la figure 7 montrant une situation d’emballement thermique d’un des accumulateurs du module. [Fig 7A] la figure 7A est une vue de détail de la figure 7. [Fig 8] la figure 8 est une reproduction photographique d’un montage expérimental d’un assemblage de deux accumulateurs Li-ion avec un busbar qui les relie électriquement sur lequel un film multicouches selon l’invention. [Fig 9] la figure 9 illustre sous forme de courbes les relevés de température réalisés avec le montage expérimental, avec et sans une couche de gel aqueux d’un film selon l’invention. [Fig 10] la figure 10 est une vue de côté d’un module de batterie équipé avec son boitier et un busbar contre lequel est appliqué un exemple de film multicouches selon une variante de l’invention. Description détaillée Les figures 1 à 5 sont relatives à des exemples différents d’accumulateur Li-ion, d’emballages souples et boitiers d’accumulateurs ainsi qu’un pack-batterie selon l’état de l’art. Ces figures 1 à 5 ont déjà été commentées en préambule et ne le sont donc pas plus ci- après. Par souci de clarté, les mêmes références désignant les mêmes éléments selon l’état de l’art et selon l’invention sont utilisées pour toutes les figures 1 à 10. Dans l’ensemble de la présente demande, les termes « inférieur », « supérieur », « bas », « haut », « dessous » et « dessus » sont à comprendre par référence par rapport à des boitiers d’accumulateurs Li-ion agencés à la verticale, c’est-à-dire avec un film multicouches selon l’invention à l’horizontal. On a représenté en figures 6, 7 et 7A, un premier exemple de film multicouches 10 selon l’invention appliqué contre un busbar B3 d’un module M de batterie d’accumulateurs Li- ion, A1, A2, A3, A4. Dans les exemples illustrés, les accumulateurs A1-A4 illustrés peuvent être à boitiers de format cylindrique, typiquement de format 18650 ou 21700. Les accumulateurs A1-AA4 sont reliés électriquement par leur borne de sortie par groupe par le busbar B3. Selon l’invention un film multicouches 10 selon l’invention est appliqué, de préférence collé directement contre le busbar B3. Ce film 10 est constitué d’une couche 11 de gel aqueux, à au moins 90% d’eau, encapsulée de préférence par thermoscellage entre deux couches d’encapsulation 12, 13 en polymère, de préférence en polyéthylène (PE) ou en polyéther. L’épaisseur de chaque couche d’encapsulation 12, 13 est typiquement d’environ 50µm. Le gel aqueux comprend de préférence au moins 90% d’eau déionisée et un polymère de gélification ayant un fort degré de polymérisation (pouvant aller jusqu’à plusieurs millions). Par exemple, le polyéthylène glycol avec un degré de polymérisation de 5 millions peut être dilué dans l’eau avec un ratio de 4%. Des polymères comme la méthylcellulose, la carboxyméthylcellulose, les polyuréthanes, la galactane ou les polyacrylates de sodium peuvent également être utilisés. Pour certaines configurations par exemple avec un busbar agencé à la verticale il peut être avantageux de prévoir un gel dont la viscosité augmente avec la température. Dans ce cas, on peut privilégier la méthyl cellulose comme gélifiant. L’épaisseur de la couche de gel 11 peut être d’environ 10mm. La réalisation d’un gel aqueux selon l’invention se fait par dissolution lente des polymères dans de l’eau à 50°C. On utilise un mélangeur du commerce pour une agitation à 2000 tr/min, afin d’obtenir une bonne homogénéisation du gel. En ce qui concerne la mise en place d’un film multicouches 10 selon l’invention au sein d’un module de batterie M, elle peut être réalisée en plusieurs étapes. Une première étape consiste à poser un film plastique 12 choisi sur le busbar B3 des bornes positives 4. Puis le gel aqueux 10 est déposé par sérigraphie soit en continue soit ponctuellement dans des endroits critiques. Enfin, l’encapsulation de la couche de gel aqueux 11 est réalisée par thermoscellage après le dépôt d’un deuxième film 13 au-dessus du gel. Pendant l’emballement thermique d’un accumulateur de format 18650, environ 80 kJ d’énergie thermique peut être libérée. Généralement, l’énergie libérée est partagée entre les gaz et les matériaux en fusion éjectés qui représentent environ 70% de la chaleur, et l’énergie émise par le boitier de l’accumulateur du fait des matériaux retenus dans la réalisation de l’accumulateur, qui représente les 30% de chaleur restante. Il est donc important de mettre en œuvre une solution de mitigation du transfert de chaleur entre les accumulateurs prenant en considération la convection thermique via les gaz ainsi que la conduction par les busbars. Comme schématisé en figures 7 et 7A, l’ajout d’un gel aqueux sur un busbar, typiquement relié aux bornes positives 4 d’accumulateurs A1-A4 permet la limitation de ces deux modes de transfert de chaleur. Les gaz chauds de l’accumulateur gâchette ici l’accumulateur A2 sont évacués par son évent de sécurité. Dans les modes de réalisation illustrés, l’évent de sécurité de l’accumulateur A2 est situé sur sa borne positive 4. Les gaz chauds évacués par l’évent de sécurité passent alors au travers du busbar B3 puis traversent le film multicouches 10. Le gel aqueux limite alors la conduction par le busbar B3 ainsi que l’effet de convection thermique des gaz chauds sur les accumulateurs adjacents A1, A3 et A4. Il faut évaporer 30 grammes d’eau liquide pour absorber 80 kJ d’énergie thermique. Mais étant donné la forte proportion de chaleur qui part avec les gaz lors de l’emballement d’un accumulateur A, une masse de 25 g d’eau pour un nombre de 9 accumulateurs agencés en carré de trois par trois permet déjà de limiter la propagation. La figure 8 illustre un montage expérimental pour prouver l’efficacité d’une couche de gel aqueux conforme à l’invention. Deux accumulateurs A1, A2 sont matérialisées par deux tiges en aluminium qui ont un comportement thermique proche des boitiers classiques dans les accumulateurs Li-ion. L’accumulateur gâchette A2 est entourée par un fil chauffant en cuivre (FC) pour permettre de simuler la montée en température lors d’un emballement thermique. Le deuxième accumulateur A1 est relié aux premier par des busbars B1, B2, respectivement du haut et du bas, sous la forme de clinquants métalliques fixés sur les deux bornes de sortie 4, 5. Ici, le gel aqueux est déposé verticalement sur les deux clinquants. Le fait que le gel soit suffisamment visqueux permet son maintien dans cette orientation. L’essai consiste à mesurer la température sur l’accumulateur gâchette A2 ainsi que sur les clinquants B1, B2 et à deux endroits de l’accumulateur A1. Le résultat des mesures de température pour l’essai sans le gel aqueux (lignes continues) et avec le gel aqueux (lignes pointillées) est représenté sur la figure 9. On peut voir sur cette figure 9 que la chauffe est la même pour les deux essais (courbes qui montent jusqu’à 250°C). Par contre, les mesures de températures sur les deux clinquants B1, B2 et sur l’accumulateur A1 sont significativement différentes. On peut observer une baisse de température de l’ordre de 40°C sur les clinquants avec le gel aqueux. La température est également plus faible pour l’accumulateur A2 lorsqu’on a mis du gel aqueux, ce qui prouve l’effet de mitigation de celui-ci. Une des manières indirectes de limiter l’emballement thermique d’un accumulateur gâchette A2 est que l’énergie thermique qui se dégage soit partagée par les accumulateurs adjacents A1, A3, A4. Ceci sans faire monter la température des accumulateurs voisins au-dessus d’une température de 120°C. Par contre, lorsque l’accumulateur gâchette est agencé sur un bord du module M, il ne peut échanger de chaleur qu’avec peu d’accumulateurs voisins, ce qui augmente considérablement le risque que ces derniers partent également en emballement thermique. Ainsi pour éviter cela, il est possible d’augmenter localement l’épaisseur de la couche de gel sur les accumulateurs les plus critiques. Cette variante de réalisation est illustrée en figure 10 où l’on voit une surépaisseur 14 de couche de gel aqueux. De façon similaire, les points de contacts électriques entre les accumulateurs et les busbars constituent des lieux privilégiés de diffusion thermique, lors de l’échauffement anormal d’un accumulateur. Il est donc avantageux de positionner des surépaisseurs de couche de gel à l’aplomb de ces points. De même, l’éventuelle rupture des évents de surpression d’un accumulateur, lors d’un emballement thermique entraine la projection hors de l’accumulateur, de gaz à haute température selon un chemin de dégazage. Le positionnement de surépaisseur de couche de gel sur les busbars à proximité de chaque chemin de dégazage potentiel permet d’absorber une partie de la chaleur dégagée. Pour réaliser des surépaisseurs localisés, on peut imprimer le gel aqueux en 3D directement sur le busbar, avec une sérigraphie par exemple avec une viscosité entre 5 et 20 pa.s. Ces technologies permettent de façon simple et à coût maîtrisé d’adapter les épaisseurs locales au besoin de protection thermique. L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits ; on peut notamment combiner entre elles des caractéristiques des exemples illustrés au sein de variantes non illustrées. D’autres variantes et améliorations peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Si dans les exemples illustrés, le film multicouches 10 comprend systématiquement deux couches d’encapsulation 12, 13 en matière plastique, on peut prévoir un film avec une seule couche 13, la couche de gel 11 étant directement appliqué contre un busbar. Dans les exemples illustrés, la couche de gel 11 est une couche continue sur la longueur du film 10. On peut très bien envisager une couche discontinue avec une présence de gel au endroits les plus critiques, c’est-à-dire aux points en regard des zones où les gaz chauds qui seraient dégagés par les évents de sécurité des accumulateurs. Les exemples donnés ci-dessus relatifs au pôle positif des accumulateurs sont également transférables à l’application sur un busbar du côté des pôles négatifs. Dans les modes de réalisation illustrés, les accumulateurs sont cylindriques, par exemple de type 18650, avec un évent de sécurité dans la borne positive de chaque accumulateur. D’autres formes d’accumulateurs et/ou d’autres agencements des évents de sécurité sont envisageables. Afin de ne pas affecter la sortie des gaz par les évents de sécurité des accumulateurs, la couche d’encapsulation en matière plastique 12 peut être prédécoupée ou bien post-découpée par exemple par laser, dans des zones à venir en regard desdits évents. Les pressions et températures de sortie des gaz par les évents sont cependant telles que la barrière gélifiée et les couches d’encapsulation selon l’invention peuvent être choisies pour ne pas représenter des barrières notables à leur évacuation, en prévoyant une tenue mécanique et thermique insuffisante pour s’y opposer. Liste des références citées : [1] https://www.mersen.com/sites/default/files/publications-media/16-markets- transportation-ev-hev-emobility-presentation-mersen.pdf. [2] Xuning Fenga, et al. « Key Characteristics for Thermal Runaway of Li-ion Batteries » Energy Procedia, 158 (2019) 4684-4689.

Claims

Revendications 1. Film multicouches (10), à appliquer dans un module (M) de batterie, de préférence contre un busbar du module (M) de batterie, comprenant au moins une couche d’encapsulation en matière plastique et une couche de gel aqueux, à mettre sur la trajectoire des gaz chauds libérés par un accumulateur du module (M) lors d’un emballement thermique, de préférence en vis-à-vis d’au moins une partie du busbar, encapsulée au moins partiellement par la couche d’encapsulation.
2. Film multicouches (10) selon la revendication 1, la couche de gel étant une couche continue ou discontinue sur la longueur du film.
3. Film multicouches (10) selon la revendication 1 ou 2, la couche de gel comprenant une ou des surépaisseurs sur la longueur du film.
4. Film multicouches (10) selon l’une des revendications 1 à 3, la couche de gel étant imprimée, notamment par fabrication additive, directement sur la couche d’encapsulation.
5. Film multicouches (10) selon l’une des revendications précédentes, comprenant deux couches d’encapsulation dont une est destinée à être appliquée directement contre le busbar.
6. Film multicouches (10) selon la revendication 5, la couche d’encapsulation destinée à être appliquée directement contre le busbar étant adhésive sur sa face externe.
7. Film multicouches (10) selon l’une des revendications 1 à 4, comprenant une seule couche d’encapsulation, la couche de gel aqueux étant destinée à être appliquée directement contre le busbar, de préférence imprimée, notamment par fabrication additive sur le busbar..
8. Film multicouches (10) selon l’une des revendications précédentes, la(les) couche(s) d’encapsulation étant en un polymère choisi parmi le polyéthylène (PE) ou le polyéther.
9. Film multicouches (10) selon l’une des revendications précédentes, l’épaisseur de chaque couche d’encapsulation étant au plus égale à 50µm.
10. Film multicouches (10) selon l’une des revendications précédentes, le gel aqueux comprenant au moins 90% d’eau déionisée et un polymère de gélification ayant un fort degré de polymérisation.
11. Film multicouches (10) selon la revendication 10, le polymère de gélification étant choisi parmi la méthylcellulose, la carboxyméthylcellulose, les polyuréthanes, la galactane ou les polyacrylates de sodium.
12. Film multicouches (10) selon l’une des revendications précédentes, l’épaisseur de la couche de gel étant au plus égale à 10mm.
13. Film multicouches (10) selon l’une des revendications précédentes, la couche d’encapsulation en matière plastique, destinée à être en vis-à-vis d’au moins une partie du busbar, comprenant des amorces de rupture prédécoupées dans ladite couche ou des découpes laissant apparente la couche de gel depuis l’extérieur du film.
14. Film multicouches (10) selon l’une des revendications précédentes, le film multicouches étant configuré pour permettre le passage des gaz chauds lors de leur libération et pour former une barrière thermique entre les gaz chauds ayant traversés et les accumulateurs du module (M).
15. Module (M) de batterie comprenant: - une pluralité d’accumulateurs de géométrie cylindrique (A1, A2…A8) comprenant chacun au moins une cellule électrochimique C formée d’une cathode (2), d’une anode (3) et d’un électrolyte intercalé entre la cathode et l’anode, un boitier (6) agencé pour contenir avec étanchéité la cellule électrochimique et deux bornes de sortie (4, 5) faisant saillie du couvercle et/ou du fond du boitier; - de préférence au moins un busbar (B1, B2, B3) fixé à une des bornes de sortie (4 ou 5) d’au moins une partie des accumulateurs, afin de les relier électriquement entre eux ; - au moins un film multicouches (10) selon l’une des revendications précédentes, la couche de gel aqueux étant mise dans au moins une zone destinée au passage des gaz chauds libérés par un des accumulateurs lors d’un emballement thermique, de préférence au moins une partie du film multicouches étant appliquée contre le busbar.
16. Module (M) de batterie selon la revendication 15, la couche de gel du film comprenant une ou des surépaisseurs sur la longueur du film, la ou les surépaisseurs étant de préférence agencées en regard de la ou des zones du module préalablement déterminée(s) avec le plus fort risque d’accumulation thermique et/ou à proximité des contacts entre le busbar et les accumulateurs du module et/ou zones de passage des gaz d’évent du module.
17. Module (M) de batterie selon la revendication 15 ou 16, la couche de gel étant imprimée, notamment par fabrication additive, directement sur le busbar.
18. Module (M) de batterie selon l’une des revendications 15 à 17, chaque accumulateur étant un accumulateur Li-ion dans lequel : - le matériau d’électrode(s) négative(s) est choisi dans le groupe comportant le graphite, le lithium, l’oxyde de titanate Li4TiO5O12 ; - le matériau d’électrode(s) positive(s) est choisi dans le groupe comportant LiFePO4, LiCoO2, LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2.
EP21801939.6A 2020-11-02 2021-11-02 Film multicouche comprenant une couche de gel aqueux pour le refroidissement d'au moins un accumulateur au sein d'un module de batterie, et module associe Pending EP4237248A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2011196A FR3115724A1 (fr) 2020-11-02 2020-11-02 Film multicouches dont une couche de gel aqueux pour le refroidissement d’au moins un accumulateur au sein d’un module de batterie, notamment en cas d’emballement thermique, Module associé.
PCT/EP2021/080412 WO2022090575A1 (fr) 2020-11-02 2021-11-02 Film multicouche comprenant une couche de gel aqueux pour le refroidissement d'au moins un accumulateur au sein d'un module de batterie, et module associe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4237248A1 true EP4237248A1 (fr) 2023-09-06

Family

ID=74668946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21801939.6A Pending EP4237248A1 (fr) 2020-11-02 2021-11-02 Film multicouche comprenant une couche de gel aqueux pour le refroidissement d'au moins un accumulateur au sein d'un module de batterie, et module associe

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240006686A1 (fr)
EP (1) EP4237248A1 (fr)
CN (1) CN116490358A (fr)
FR (1) FR3115724A1 (fr)
WO (1) WO2022090575A1 (fr)

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4018347A1 (de) 1990-06-08 1991-12-12 Audi Ag Anordnung zur kuehlung der batterie eines kraftfahrzeuges
US6777732B1 (en) * 1995-03-07 2004-08-17 Micron Technology, Inc. Random access memory
WO2002033767A1 (fr) 2000-10-13 2002-04-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pile carree plate
US7338733B2 (en) 2002-04-30 2008-03-04 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack
US7335448B2 (en) 2002-05-30 2008-02-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium ion secondary battery
JP4324794B2 (ja) 2004-11-09 2009-09-02 ソニー株式会社 負極活物質および二次電池
JP4251204B2 (ja) 2006-08-31 2009-04-08 日産自動車株式会社 電池モジュール
JP5114036B2 (ja) 2006-09-08 2013-01-09 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 積層型電池の製造方法
US20080311468A1 (en) 2007-06-18 2008-12-18 Weston Arthur Hermann Optimized cooling tube geometry for intimate thermal contact with cells
US20100028758A1 (en) * 2008-08-04 2010-02-04 Eaves Stephen S Suppression of battery thermal runaway
EP2443687B1 (fr) 2009-06-18 2017-05-31 Johnson Controls Advanced Power Solutions LLC Module de batterie ayant un plateau porte-éléments avec caractéristiques de gestion thermique
US8399118B2 (en) 2009-07-29 2013-03-19 Lg Chem, Ltd. Battery module and method for cooling the battery module
US8877366B2 (en) 2010-01-04 2014-11-04 GM Global Technology Operations LLC Cooling plate for lithium-ion battery pack
KR101358762B1 (ko) 2011-05-31 2014-02-10 주식회사 엘지화학 배터리 냉각 시스템 및 이에 적용되는 배터리 랙
CN202259596U (zh) 2011-10-19 2012-05-30 上海恒动汽车电池有限公司 模块自带风道电池包系统
US8906541B2 (en) 2012-01-27 2014-12-09 Tesla Motors, Inc. Battery module with integrated thermal management system
US20140224465A1 (en) * 2013-02-12 2014-08-14 Eric Andrasi Hydrophilic polymer thermal barrier system
FR3004292B1 (fr) 2013-04-09 2016-06-24 Commissariat Energie Atomique Accumulateur electrochimique au lithium avec boitier a dissipation thermique amelioree, pack-batterie et procedes de realisation associes.
FR3010834B1 (fr) 2013-09-18 2017-01-27 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de regulation thermique d'un pack-batterie
DE102013017396A1 (de) 2013-10-18 2015-04-23 Daimler Ag Batterievorrichtung mit verdampfender Kühlflüssigkeit
US20180069212A1 (en) 2016-09-07 2018-03-08 Thunder Power New Energy Vehicle Development Company Limited Battery system housing with bonded rib fixation
CN206422120U (zh) * 2017-01-06 2017-08-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 箱体及电池包
US20200403201A1 (en) * 2019-06-21 2020-12-24 All Cell Technologies, Llc Apparatus and method for thermal runaway propagation prevention

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022090575A1 (fr) 2022-05-05
US20240006686A1 (en) 2024-01-04
CN116490358A (zh) 2023-07-25
FR3115724A1 (fr) 2022-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3764423A1 (fr) Busbar pour pack-batterie, destinée à connecter électriquement au moins un accumulateur du pack et à permettre une circulation d'un fluide caloporteur en son sein pour le refroidissement optimal de l'accumulateur et du pack, notamment en cas d'emballement thermique
EP3499602B1 (fr) Systeme de suivi des gaz au sein d'un pack-batterie, accumulateur electrochimique metal-ion associe comprenant une traversee formant borne pour integrant un event de securite pour le systeme de suivi
EP2984697B1 (fr) Accumulateur électrochimique au lithium avec boitier à dissipation thermique améliorée, pack-batterie et procédés de réalisation associés
EP3499606B1 (fr) Pièce d'interface mécanique et d'isolation électrique entre deux accumulateurs électrochimiques metal-ion alignés selon leur axe longitudinal, module d'accumulateurs associé
EP3499603B1 (fr) Traversee formant borne pour accumulateur electrochimique metal-ion, accumulateur associe
WO2016096974A1 (fr) Accumulateur au lithium avec emballage isolant thermiquement a deux couches et avec caloduc pour la gestion thermique
EP3329527B1 (fr) Accumulateur au lithium a sûrete de fonctionnement amelioree par un dispositif coupe-circuit integre
EP3499608B1 (fr) Sous-ensemble integrant un mandrin creux et une partie d'une traversee creuse formant borne pour accumulateur electrochimique metal-ion, accumulateur associe
EP4002572A1 (fr) Accumulateur métal-ion muni d'un conduit de dégazage, module de batterie ou pack-batterie associé à refroidissement liquide
FR3091789A1 (fr) Pack-batterie comprenant une pluralite d’accumulateurs relies electriquement entre eux et un systeme de circulation de fluide dielectrique assurant a la fois le refroidissement des accumulateurs et leur serrage
EP3840103B1 (fr) Accumulateur électrochimique, notamment un accumulateur métal-ion, à emballage souple intégrant des canaux de refroidissement, module et procédé de fabrication associés
EP4237248A1 (fr) Film multicouche comprenant une couche de gel aqueux pour le refroidissement d'au moins un accumulateur au sein d'un module de batterie, et module associe
EP3846269A1 (fr) Dispositif de déclenchement d emballement thermique d'un accumulateur électrochimique, notamment d'un accumulateur métal-ion, procédé associé
EP3840099A1 (fr) Accumulateur électrochimique, notamment un accumulateur métal-ion, à emballage souple intégrant un ou plusieurs orifices de passage de fluide de refroidissement, module et procédé de fabrication associés
EP4174996A1 (fr) Accumulateur électrochimique métal-ion intégrant un collecteur de courant formé par un disque en polymère thermoplastique chargé en particules et/ou fibres électriquement conductrices
FR3141801A1 (fr) Accumulateur électrochimique à électrolyte solide présentant des zones à propriétés de stabilité thermique différenciées.
FR3141802A1 (fr) Accumulateur électrochimique dont le séparateur imprégné d’électrolyte liquide présente des zones à propriétés de stabilité thermique différenciées.
FR3129530A1 (fr) Enveloppe pour module de batterie ou pack-batterie, à membrane étanche destinée à permettre une circulation d’un fluide caloporteur en son sein pour le refroidissement optimal des accumulateurs du module ou du pack, en laissant dégagées les bornes de sortie.
FR3097376A1 (fr) Entretoise pour pack-batterie, destinée à séparer deux accumulateurs adjacents du pack et à permettre une circulation d’un fluide caloporteur avec contact direct avec les accumulateurs pour leur refroidissement optimal
EP3327819B1 (fr) Accumulateur metal-ion a empilement d'electrodes, a forte densite d'energie et a forte capacite
KR20220112025A (ko) 전지셀 및 이를 포함하는 전지 모듈
EP4187703A2 (fr) Module de batterie ou pack-batterie à empilement d`accumulateurs à boitier intégrant des liens souples avec formes complémentaires de blocage en tant que moyens de maintien mécanique du boitier, procédé de réalisation d'un module ou pack-batterie associé
EP4287377A1 (fr) Pack-batterie à modules d accumulateurs logés individuellement dans des enveloppes étanches, à tenue mécanique en cas de surpression et empilées les unes sur les autres en connectant électriquement les modules entre eux

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230522

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIESALTERNATIVES