FR3034260A1 - Procede de determination d'au moins un etat de securite d'un accumulateur electrochimique au lithium au moyen de jauge(s) de contrainte - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de détermination d'au moins un état de sécurité d'un accumulateur électrochimique au lithium, tel qu'un accumulateur Li-ion, consistant à mesurer la déformation ou la vitesse de déformation subie par l'emballage de l'accumulateur au moyen d'une ou plusieurs jauges de contraintes

Description

1 PROCEDE DE DETERMINATION D'AU MOINS UN ETAT DE SECURITE D'UN ACCUMULATEUR ELECTROCHIMIQUE AU LITHIUM AU MOYEN DE JAUGE(S) DE CONTRAINTE Domaine technique La présente invention concerne le domaine des accumulateurs électrochimiques au lithium, tels que des accumulateurs Li-ion. Elle a trait plus particulièrement à la détermination d'au moins un état de sécurité de tels accumulateurs. L'application principale visée par l'invention est la détection des court-circuits susceptibles de se produire au sein des accumulateurs électrochimiques au lithium, L'invention concerne ainsi un accumulateur électrochimique au lithium comportant au moins une cellule électrochimique constituée d'au moins une anode et une cathode de part et d'autre d'un électrolyte, deux collecteurs de courant dont un est relié à l'anode et l'autre à la cathode, et un emballage souple ou rigide agencé pour contenir la (les) cellule(s) électrochimique(s) avec étanchéité tout en étant traversé par une partie des collecteurs de courant formant les pôles. Etat de la technique Il existe différents types d'accumulateurs caractérisés par les éléments chimiques qui les composent. Par exemple, lorsqu'un accumulateur comporte une cathode et une anode permettant l'incorporation et la désincorporation réversible d'ions lithium par des mécanismes réactionnels de type intercalation, formation d'alliage ou de conversion, l'accumulateur est de type lithium-ion car il fonctionne par l'échange d'ions lithium entre les électrodes, sans présence de lithium métallique en fonctionnement normal. Les accumulateurs Li-ion sont aujourd'hui reconnus comme moyens de stockage d'énergie performants grâce à leurs caractéristiques élevées de densité d'énergie pouvant atteindre jusqu'à 250Wh/kg et 700Wh/l. Une batterie ou accumulateur lithium-ion comporte usuellement au moins une cellule électrochimique C, telle qu'illustrée schématiquement en figures 1 et 2, constituée d'un constituant d'électrolyte 1 imprégné dans un séparateur 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 3034260 2 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 est une architecture que l'on peut qualifier de monopolaire, car avec une seule cellule électrochimique 5 comportant une anode, une cathode et un électrolyte. Plusieurs types de géométrie d'architecture monopolaire 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, 10 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 ces deux dernières formes, le constituant peut comprendre un séparateur en polymère, en 15 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 liquide est en général constitué d'un mélange de solvants organiques, par exemple des carbonates dans lesquels est ajouté un sel de lithium typiquement LiPF6.

20 L'électrode positive ou cathode 2 est constituée de matériaux capables d'incorporer des ions Lithium, typiquement ce sont des oxydes de métaux de transition de type Li,,My02 avec M = (Co, Mn, Ni) avec x + y = 2 et x, y <1 ou des oxydes mixtes de métaux de transition de type Li,,NiyiMn y2C0 y302 avec x + yi + yz + y3 = 2 et yi, yz, y3 < 1 ou encore le phosphate de fer lithié LiFePO4.

25 L'électrode négative ou anode 3 est très souvent constituée de carbone graphite ou en Li4Ti05012 (matériau titanate), éventuellement également à base de silicium ou de composite formé à base de silicium. De manière plus générale, une électrode négative d'un accumulateur lithium-ion peut être formée d'un seul alliage, ou d'un mélange d'alliages, ou d'un mélange d'alliage(s) et d'autres matériau(x) d'insertion du lithium (le graphite, sous 30 forme synthétique ou naturel, Li4Ti5012, TiO2....). Les électrodes positive et négative peuvent également contenir des additifs conducteurs électroniques ainsi que des additifs polymères qui lui confèrent des propriétés mécaniques et des performances 3034260 3 électrochimiques appropriées à l'application batterie lithium-ion ou à son procédé de mise en oeuvre. Le collecteur de courant 4 connecté à l'électrode positive est en général en aluminium.

5 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. Classiquement, un élément ou accumulateur Li-ion utilise un couple de 10 matériaux à l'anode et à la cathode lui permettant de fonctionner à un niveau de tension élevé, typiquement compris entre 2 et 4,5 Volt, centré sur une valeur moyenne de l'ordre entre 3,2 et 3,6V. 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 15 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 multicouche constitué d'un empilement de couches d'aluminium recouvertes par un ou plusieurs film(s) en polymère laminés par collage. Dans la plupart de ces emballages souples, le polymère recouvrant l'aluminium est choisi parmi le polyéthylène 20 (PE), le propylène, le polyamide (PA) ou peut être sous la forme d'une couche adhésive constituée de polyester-polyuréthane. La société Showa Denko commercialise ce type de matériaux composite pour une utilisation en tant qu'emballage de batteries sous les références NADR-0N25/AL40/CPP40 ou N ° ADR-0N25/AL40/CPP80. Les emballages rigides (boitiers) sont quant à eux utilisés lorsque les 25 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' mbar.1/s, ou dans des milieux à fortes contraintes comme le domaine aéronautique ou spatial. Le matériau constitutif d'un boitier d'accumulateur Li-ion est usuellement métallique, typiquement un alliage d'aluminium ou 30 en acier inoxydable. Comme déjà évoqué, l'utilisation normale d'un accumulateur au lithium comprend des cycles de charge et de décharge de la cellule électrochimique. Les ions 3034260 4 lithium migrent ou s'insèrent de façon réversible dans les matériaux composant les électrodes lors de ces cycles. Plus précisément, les électrodes subissent des réactions d'oxydation ou de réduction modifiant leur structure cristalline et leur volume lors de ces cycles. En fonction 5 des déformations subies par les électrodes, il est possible de savoir si l'accumulateur est dans un processus de charge ou décharge. On parle également d'état de charge pour caractériser ces cycles. Les accumulateurs au lithium se distinguent des autres types d'accumulateur par leur non-tolérance aux phénomènes de surcharge ou de sur-décharge électrique. En 10 effet, l'électrolyte organique d'un accumulateur au Lithium, ne permet pas de consommer un courant de surcharge s'établissant dans l'accumulateur lors d'un cycle de charge trop long ou anormal, contrairement aux électrolytes aqueux que l'on trouve dans d'autres accumulateurs. Or, un courant de surcharge trop important peut provoquer le gonflement 15 pouvant aller jusqu'à l'ouverture explosive de l'emballage qui isole l'accumulateur de son environnement extérieur. En cas de sur-décharge électrique, la couche de surface protégeant l'électrode en graphite est décomposée sous forme gazeuse, et il se produit un phénomène de sur-lithiation au niveau de l'électrode positive entraînant un accroissement de son volume.

20 La sur-décharge d'un accumulateur au Lithium peut donc provoquer les mêmes effets qu'une surcharge. Les phénomènes de surcharge électrique peuvent également provoquer un emballement thermique de l'accumulateur pouvant provoquer la fusion de ces composants et/ou de l'emballage.

25 Ainsi, afin d'empêcher ces dégradations irréversibles d'un accumulateur au lithium, il est nécessaire de connaître les limites d'un cycle de chargement et de déchargement qu'il peut admettre. En d'autres termes, il est nécessaire de connaître à partir de quelles valeurs de capacité de courant électrique ou de valeur de tension, un accumulateur au lithium est dans un état de surcharge ou de sur-décharge.

30 Un état de surcharge ou de sur-décharge constitue un des états de sécurité d'un accumulateur Li-ion pour lequel il est nécessaire de trouver des indicateurs fiables. Un court-circuit au sein d'un accumulateur Li-ion constitue un autre de ces 3034260 5 états de sécurité. En effet, lorsqu'un court-circuit se produit, il peut engendrer la destruction de l'accumulateur Li-ion en impactant potentiellement son environnement voire les utilisateurs à proximité. Un court-circuit d'un accumulateur Li-ion est un phénomène extrêmement rapide qu'il est primordial de pouvoir détecter le plus 5 précocement possible afin d'alerter les utilisateurs. Plusieurs solutions ont déjà été proposées pour détecter un court-circuit au sein d'un accumulateur électrochimique. Ainsi, la demande de brevet W02009/013899 propose de détecter l'établissement d'un court-circuit d'un accumulateur par une surveillance de la 10 température. Les mesures de température ambiante et au sein de l'accumulateur permettent de détecter un court-circuit dès le dépassement d'un seuil de température maximal. Le brevet JP2013145175 propose de surveiller à la fois la tension, le courant et la température d'un accumulateur pour détecter un court-circuit interne. Si la température est mesurée supérieur à un certain seuil et/ou la tension de l'accumulateur mesurée comme 15 inférieur à un certain seuil et/ou le courant de l'accumulateur mesuré comme supérieur à un certain seuil, alors l'accumulateur est considéré comme étant en court-circuit. Les inventeurs de la présente invention ont voulu vérifier le bien-fondé de ces solutions proposant une surveillance de la température et/ou de tension et/ou de courant. Ils ont ainsi effectué des essais de court-circuit externe sur différents 20 accumulateurs Li-ion. Au cours de ces essais, ils ont mesuré la température de l'emballage, la tension, ainsi que le courant d'un accumulateur. Les mesures d'essai réalisés sur un accumulateur Li-ion constitué d'une seule cellule électrochimique sont représentés sous la forme de courbes en figure 3. On précise que sur cette figure, la valeur de la tension a été multipliée par un facteur 100 afin que sa 25 courbe soit plus facilement observable sur la figure 3. Le court-circuit est déclenché au temps t=0 de l'essai. Comme visible, la tension de l'accumulateur chute dès l'établissement du court-circuit. Le courant augmente également très rapidement dès l'établissement du court-circuit. Cependant, dans le cas d'un court-circuit interne à un accumulateur, la 30 valeur du courant n'est pas mesurable. On voit clairement une augmentation de la température. La mesure de température constitue donc bien un indicateur de court-circuit.

3034260 6 Cependant, cette mesure est peu prédictive puisque l'augmentation n'est pas rapide, en raison de l'inertie thermique de l'accumulateur. Dans le cas de l'utilisation d'une valeur de température seuil à ne pas dépasser, typiquement 60°C, il ressort ainsi clairement de la figure 3 que la détection du court-circuit est possible seulement 50 5 secondes après son établissement, comme schématisé par la ligne verticale en pointillés. Les inventeurs sont donc arrivés à la conclusion que la mesure de température n'est pas un indicateur efficace pour la détection précoce d'un court-circuit au sein d'un accumulateur Li-ion. Il existe donc un besoin d'améliorer la détection des court-circuits susceptibles 10 de se produire au sein à l'extérieur d'un accumulateur électrochimique au lithium, afin d'obtenir en un temps réduit une estimation fiable de la sécurité de l'accumulateur. Le but de l'invention est de répondre au moins en partie à ce besoin. Exposé de l'invention Pour ce faire, l'invention a pour objet, sous un de ses aspects un procédé de 15 détermination d'au moins un état de sécurité d'un accumulateur électrochimique au lithium, tel qu'un accumulateur Li-ion, consistant à mesurer la déformation ou la vitesse de déformation subie par l'emballage de l'accumulateur, au moyen d'une ou plusieurs jauges de contraintes. Les inventeurs ont pu montrer que la connaissance de la déformation ou de la 20 vitesse de déformation subie par l'emballage d'un accumulateur au lithium au moyen d'une ou plusieurs jauges de contraintes était un indicateur fiable en temps réduit pour la détection d'un court-circuit interne ou externe à l'accumulateur. Pour parvenir à la réalisation de l'invention, les inventeurs sont partis du constate qu'il est déjà pertinent d'utiliser les jauges de déformation afin d'obtenir des 25 indicateurs d'un certain nombre d'état d'accumulateur Li-ion, comme décrit et revendiqué dans la demande de brevet FR3004856. En effet, de cette demande il était connu que les pressions exercées par le système interne sur l'emballage d'un élément Li-ion, engendrent sa déformation. Ces déformations sont directement mesurables par une jauge de déformation (contrainte), ce 30 qui permet d'obtenir des indicateurs d'état d'un accumulateur Li-ion.

3034260 7 Les inventeurs ont donc pensé à utiliser les déformations mesurées par les jauges de contraintes fixées sur l'emballage d'un accumulateur Li-ion pour détecter les éventuels court-circuits. En outre, les inventeurs pensent que la déformation ou la mesure de sa vitesse 5 d'un emballage d'accumulateur Li-ion peut également servir d'indicateur fiable en temps réduit d'autres états de sécurité choisis parmi la dégradation physique qui se traduit par une percée de l'emballage, la formation de dendrites de lithium (à froid) et l'emballement thermique de l'accumulateur. Selon un mode de réalisation avantageux, l'état de sécurité correspond à un 10 court-circuit de l'accumulateur. De préférence, la valeur de déformation seuil déterminée correspondant à une valeur supérieure d'au plus 10% à la valeur de déformation mesurée en fonctionnement normal de l'accumulateur. De préférence encore, la valeur de vitesse de déformation seuil déterminée 15 correspondant à une valeur supérieure d'au plus 10% à la valeur de vitesse de déformation mesurée en fonctionnement normal de l'accumulateur. L'invention a également pour objet un procédé de protection d'un accumulateur électrochimique au lithium, consistant à déclencher une protection de l'accumulateur, dès qu'une valeur seuil de déformation ou de vitesse de déformation subie 20 par l'emballage de l'accumulateur instrumenté d'une ou plusieurs jauges de contraintes, est mesurée. L'invention a enfin pour objet une batterie Li-ion comprenant un système électronique de gestion pour mettre en oeuvre le procédé de protection décrit. Description détaillée 25 D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée, faite à titre illustratif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée montrant les différents éléments d'un accumulateur lithium-ion, 30 - la figure 2 est une vue de face montrant un accumulateur lithium-ion avec son emballage, 3034260 8 - la figure 3 montre sous forme de courbes les mesures de la tension, du courant et de la température d'un accumulateur lithium-ion au cours d'un court-circuit externe, - la figure 4 est une vue schématique de face d'une jauge de déformation 5 linéaire; - les figures 5A et 5B sont des vues schématiques d'un accumulateur Li-ion respectivement de géométrie cylindrique et de géométrie prismatique, dont l'emballage est instrumenté de trois jauges de déformation linéaire; - la figure 6 montre sous forme de courbes la mesure de déformation par des 10 jauges de déformation linéaire instrumentées sur un emballage d'accumulateur Li-ion, en fonctionnement normal de celui-ci ; - la figure 7 montre sous forme de courbes la mesure du courant, de la température et de la déformation d'un accumulateur instrumenté selon la figure 6, au cours d'un court-circuit externe ; 15 - la figure 8 montre sous forme de courbes la mesure du courant, et de la déformation d'un accumulateur instrumenté selon la figure 6, quelques secondes après l'établissement d'un court-circuit externe ; - la figure 9 montre sous forme de courbes la mesure de la déformation et de la vitesse de déformation d'un accumulateur instrumenté selon la figure 6, dans les premières 20 secondes après l'établissement d'un court-circuit externe montré en figure 7. Les figures 1 à 3 ont déjà été commentées en détail en préambule. Elles ne sont donc pas décrites ci-après. Comme représentée en figure 4, une jauge de déformation 7 a une forme allongée selon un axe longitudinal Xl, et est constituée par un fil métallique très fin 70 25 collé sur un support 71 de faible épaisseur, typiquement en polyimide. Le fil métallique 70 est arrangé suivant une forme en boucles, c'est-à-dire que la majeure partie de sa longueur est distribuée parallèlement à l'axe longitudinal X1. Des brins plus gros 72 servent à souder les sorties, à des câbles de liaison aux instruments non représentés, par l'intermédiaire des plots 73, appelés plots de mesure.

30 Lorsqu'on désire connaître l'allongement d'une structure suivant une direction donnée X, on colle la jauge 7 avec les brins parallèles à cette direction X. La jauge 7 est qualifiée ainsi de jauge de déformation linéaire.

3034260 9 Ainsi, lorsqu'une déformation apparait dans la direction des déformations mesurées, la longueur du fil 70 est augmentée. Une mesure continue de la résistance du fil par une connexion électrique d'un pont de Wheatstone sur les plots de mesure 73 permet d'obtenir un signal directement proportionnel à la déformation linéaire subie par le support 5 71 selon l'équation: R = p x 1/S dans laquelle R est la résistance de la jauge de déformation linéaire 7, p la résistivité du matériau, 1 la longueur du fil 71 et S la surface du fil 71. Les inventeurs ont pensé à utiliser ce type de jauges de déformation comme 10 capteur permettant la génération d'un indicateur fiable d'état de sécurité de batterie Li-ion en court-circuit. On a représenté respectivement en figures 5A et 5B, un accumulateur Li-ion de géométrie cylindrique et dé géométrie prismatique dont la face externe de l'emballage rigide est instrumentée avec des jauges de déformations fixées au centre.

15 Dans le cadre de l'invention, on peut tout aussi bien mesurer la déformation sur un emballage souple d'accumulateur Li-ion. Dans ce cas, la fixation de la (des) jauge(s) de déformation se fait avantageusement par collage uniquement de leurs extrémités latérales, comme décrit et revendiqué dans la demande de brevet déposée le 19 mars 2014 sous le n° FR 14 52264.

20 Dans l'exemple illustré, les jauges de déformation sont au nombre de trois et fixées sur l'emballage rigide (boitier) en étant agencées de façon à mesurer les contraintes selon au moins trois axes de déformation distincts, comme décrit dans la demande de brevet FR3004856. Des mesures de la déformation ont été conduites au cours d'une utilisation de 25 l'élément en condition normale. La figure 6 représente la tension et la déformation mesurées sur un accumulateur Li-ion instrumenté selon la figure 5A ou 5B, les mesures ayant été réalisées au cours d'un cyclage à régime de courant égal à C/10. Il est précisé que pour obtenir des valeurs de déformation, il est nécessaire de 30 traiter le signal en sortie de jauges pour obtenir uniquement la composante du signal liée uniquement à la déformation. En effet, les jauges de déformations sont des capteurs très sensibles à la température. Lors de la mesure de la résistance de la jauge de déformation, 3034260 10 le signal électrique en sortie est constitué de deux composantes dont une est due aux températures et l'autre est due à la déformation de l'élément supportant la jauge. Autrement dit, lors de l'acquisition du signal électrique en sortie d'une jauge de déformation, il est nécessaire de procéder à une soustraction de la contribution thermique 5 du signal. Il ressort de la figure 6 que l'amplitude des déformations subies par l'accumulateur en fonctionnement normal est mesurée à environ 2,41.1m/m. Cette amplitude de la déformation est également valable pour d'autres régimes de courant appliqué dès lors qu'il n'impacte pas la capacité de l'accumulateur Li-ion. En effet, cette 10 amplitude de déformation représente la variation de volume liée à gonflement des électrodes lors des réactions d'insertion/désinsertion des ions lithium. Un essai de court-circuit a été effectué sur l'accumulateur Li-ion instrumenté de jauges de déformation comme montré schématiquement en figures 5A et 5B. Le courant, la température et la déformation de l'accumulateur ont été mesurées au cours de 15 cet essai de court-circuit. Les mesures sont montrées sous forme de courbes en figure 7. Afin d'utiliser une jauge de déformation pour l'indication fiable de court-circuit d'un accumulateur Li-ion, il est nécessaire de déterminer la valeur seuil au-delà de laquelle le court-circuit est détecté comme établi. Les inventeurs proposent tout d'abord de déterminer une valeur fixée 20 préalablement de déformation en µm/m. Des mesures entre les états de charges extrêmes (cyclage) de l'accumulateur Li-ion comme montré en figure 6 permettent de déterminer la gamme de déformations en fonctionnement normal. Dans l'exemple illustré en figure 6, le fonctionnement normal génère des 25 déformations d'une amplitude maximale de 2,41.1m/m. Dans ce cas, il est donc possible de fixer la valeur de déformation seuil de détection d'un court-circuit au-delà de cette amplitude, par exemple à 4 1.1m/m. Une telle valeur de seuil permet alors de détecter un court-circuit de l'accumulateur Li-ion au bout de environ 1 secondes après son établissement, comme le montre la correspondance indiquée sous forme de droites à tirets 30 sur la figure 8. Comparativement à une mesure de température selon l'état de l'art qui ne permet une détection qu'au bout de 50 secondes de court-circuit, la mesure de déformation 3034260 11 par jauge(s) de déformation selon l'invention permet d'obtenir une détection beaucoup plus rapide. Les inventeurs ont analysé qu'il était également possible d'utiliser la mesure de jauge de déformation pour détecter un court-circuit dès lors que la vitesse 5 d'augmentation de déformation est trop importante. On précise que la vitesse de déformation est calculée par la dérivée de la déformation au cours du temps. Les inventeurs proposent de déterminer la vitesse de déformation d'un accumulateur Li-ion en fonctionnement dans une application donnée, notée ci-après VdA, grâce à une mesure au cours d'un cycle de référence. Il est préférable d'effectuer un cycle 10 de référence au courant maximal appliqué à l'accumulateur dans l'application donnée. Dans l'exemple du cycle de référence illustré en figure 6, à un régime de courant appliqué égal à C/10, la vitesse maximale de déformation enregistrée est de 51.1m/m/h. Si le cycle de référence est effectué à un régime de courant, noté C/Xref, différent de celui appliqué dans l'application donnée, noté C/X, les inventeurs proposent 15 de calculer un facteur correctif noté K comme suit : K=Xref/X. Ainsi à titre d'exemple, si l'on considère un cyclage de référence effectué à un régime de courant égal à C/10 comme illustré en figure 6, et une application donnée imposant à l'accumulateur un courant maximal égal à C/2, alors K est égal à 5.

20 Il est ensuite possible de calculer la vitesse de déformation VdA par la multiplication du facteur correctif avec la vitesse de déformation maximale mesurée au cours du cycle de référence, noté VdmaxR, soit : VdA = K x VdmaxR Dans l'exemple considéré, avec VdmaxR déterminé égale à 51.1m/m/h d'après 25 la figure 6, alors VdA est égale à 25p.m/m/h. Il est alors possible de déterminer un seuil maximal de vitesse de déformation supérieur à VdA. Dans l'exemple considéré, si on considère une valeur de seuil deux fois supérieur à VdA, alors le seuil est égal à 50p.m/m/h. La courbe avec motifs en rond de la figure 9 représente la vitesse de 30 déformation mesurée au cours des 5 premières secondes après l'établissement du court- circuit externe illustrée en figure 7. Il ressort de cette courbe que la vitesse de déformation 3034260 12 dépasse le seuil VdA déterminé à 501.1m/m/h moins d'une seconde après l'établissement du court-circuit externe. Ainsi, les inventeurs ont montré par les différents essais présentés ci-dessus que la mesure de la déformation, ou de la vitesse de déformation, d'un accumulateur Li- 5 ion permet de détecter un fonctionnement anormal, dû au court-circuit externe. Il est donc possible d'envisager par la mesure de la déformation ou la vitesse de déformation selon l'invention, la détection d'un état de sécurité par le système électronique de gestion d'une batterie (BMS, acronyme anglais de « Battery Management System ») qui a notamment pour fonction d'arrêter les applications de courant dès 10 l'atteinte de valeurs de tension seuil, i.e. une différence de potentiels entre les deux matériaux d'insertion actifs. Ainsi, dès l'indication d'un état de sécurité anormal détecté par la BMS de la batterie, il est possible d'enclencher des circuits de protections. Par exemple, l'enclenchement d'un circuit de refroidissement intégré à la batterie, permettra de diminuer la dangerosité des réactions du court-circuit. Il est 15 également possible d'activer des circuits de protection, tel que des coupe-circuits, afin d'isoler la batterie du circuit électrique externe. Il ressort de tout ce qui précède que selon l'invention la déformation d'un accumulateur Li-ion est un paramètre pertinent pour l'indication fiable et rapide d'un court-circuit sur l'accumulateur.

20 Après avoir couplé une jauge de déformation sur la face externe de l'emballage de l'accumulateur, une première phase de mesure en conditions normales de fonctionnement de l'accumulateur permet de déterminer la gamme de déformation subie par l'emballage de l'accumulateur au cours de ce fonctionnement normal. Ensuite, au cours d'un fonctionnement anormal engendré par un court-circuit, 25 les phénomènes violents de dégradation interne engendrent une forte pression sur l'emballage. Les déformations, ou les vitesses de déformation, induites sont d'une amplitude bien supérieure à celle mesurées au cours d'un fonctionnement normal de l'accumulateur. L'invention consiste donc en la détermination de la mesure de déformation 30 d'un accumulateur Li-ion comme indicateur d'un état de sécurité.

3034260 13 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 avantages et améliorations peuvent être envisagés sans pour autant 5 sortir du cadre de l'invention.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination d'au moins un état de sécurité d'un accumulateur électrochimique au lithium, tel qu'un accumulateur Li-ion, consistant à mesurer la déformation ou la vitesse de déformation subie par l'emballage de l'accumulateur au moyen d'une ou plusieurs jauges de contraintes.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, l'état de sécurité correspondant à un court-circuit de l'accumulateur.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, la valeur de déformation seuil déterminée correspondant à une valeur supérieure d'au plus 10% à la valeur de déformation mesurée en fonctionnement normal de l'accumulateur.
4. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, la valeur de vitesse de déformation seuil déterminée correspondant à une valeur supérieure d'au plus 10% à la valeur de vitesse de déformation mesurée en fonctionnement normal de l'accumulateur.
5. 5. Procédé de protection d'un accumulateur électrochimique au lithium, consistant à déclencher une protection de l'accumulateur, dès qu'une valeur seuil de déformation ou de vitesse de déformation subie par l'emballage de l'accumulateur instrumenté d'une ou plusieurs jauges de contraintes, est mesurée.
6. 6. Batterie Li-ion comprenant un système électronique de gestion pour mettre en oeuvre le procédé de protection selon la revendication 5.