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Battery DEsign and manuFACTuring Optimization through multiphysic modelling

Description du projet

Les fabricants de batteries vont faire le plein d’énergie grâce à une plateforme de modélisation open-source

Les batteries rechargeables au lithium-ion (LIB) alimentent tous nos dispositifs, des appareils électroniques portables aux voitures électriques. Depuis le lancement de la toute première version, il y a près de 30 ans, elles n’ont cessé d’évoluer pour soutenir l’innovation rapide des produits qui en dépendent. Mais le matériau utilisé aujourd’hui pour la cathode est un obstacle majeur à leur développement. Parmi les solutions prometteuses, on compte les cathodes à base de nickel-manganèse-cobalt (NMC). En effet, ces matériaux pourraient contribuer à réduire considérablement les coûts et à augmenter l’autonomie des véhicules électriques de demain. Le projet DEFACTO, financé par l’UE, entend promouvoir le développement de la prochaine génération de LIB destinées au marché automobile grâce à un outil de modélisation complet en code source libre. En utilisant les données expérimentales de deux cellules NMC existantes pour optimiser les algorithmes, cette plateforme promet de réduire le temps et le coût de développement tout en améliorant les performances et la durabilité.

Objectif

The DEFACTO project rationale is to develop a multiphysic and multiscale modelling integrated tool to better understand the material, cell and manufacturing process behaviour, therefore allowing to accelerate cell development and the R&I process. This approach will allow developing new high capacity and high voltage Li-ion cell generation 3b battery. This will increase the understanding of multiscale mechanisms and their interactions, reducing the R&D cell development resources, therefore unlocking an innovation-led cell manufacturing industry in Europe. The validated computational simulations will be a powerful tool to (i) tailor new optimum cell designs, (ii) optimise manufacturing steps of electrode processing and electrolyte filling, and (iii) shape new generation 3b materials.
This work will be based on an iterative exchange process for model development, validation and optimisation using two cell technologies for the automotive market: a commercial NMC622/G cell taken from the product portfolio from one of the DEFACTO partners and last generation prototypes (NMC811/G-Si). Characterisation tests will provide data for model development and validation, and for gaining understanding on ageing mechanisms. Sensitivity analysis will demonstrate model robustness and reduce the number of experiments needed during cell development. The optimization algorithms will enhance cell performance and durability through optimised designs and manufacturing processes. The novel fast-track cell development procedure achieved will be further extended to LMNO/G-Si prototypes. In parallel, the set of individual multiscale and multiphysic models will be compiled in an open-source simulation tool, including mechanical and electrochemical ageing with outstanding accuracy at reasonable computational cost. The project consortium, which covers the whole cell manufacturing value chain, has the required experience to ensure a smooth and high-quality delivery of the outcomes of the project.

Appel à propositions

H2020-LC-BAT-2019-2020

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Sous appel

H2020-LC-BAT-2019

Coordinateur

FUNDACION CIDETEC
Contribution nette de l'UE
€ 901 148,48
Adresse
PASEO MIRAMON 196 PARQUE TECNOLOGICO DE MIRAMON
20014 San Sebastian
Espagne

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Région
Noreste País Vasco Gipuzkoa
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 901 148,48

Participants (12)