FR3143206A1 - Cellule électrochimique avec dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques - Google Patents

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Abstract

Titre de l’invention : Cellule électrochimique avec dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques La présente invention concerne une cellule électrochimique (1) comprenant au moins un boîtier (2), une portion de stockage d’énergie électrique (4) logée dans le boîtier (2), et des terminaux reliés à la portion de stockage d’énergie électrique (4), le boîtier (2) comprenant une couche externe (18) et une couche interne (20), la cellule électrochimique (1) comprenant au moins un dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22) disposé entre la couche externe (18) et la portion de stockage d’énergie électrique (4). Figure de l’abrégé : Figure 2

Description

Cellule électrochimique avec dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques
La présente invention concerne le domaine des dispositifs de stockage d’énergie électrique, et plus particulièrement les moyens mis en œuvre pour détecter un état de dégradation de tels dispositifs.
Il est connu de nos jours d’équiper des véhicules électriques ou hybrides de dispositifs de stockage d’énergie électrique permettant une alimentation électrique des différents éléments du véhicule, notamment sa chaîne de propulsion. Ces dispositifs de stockage d’énergie électrique sont généralement composés de cellules électrochimiques positionnées dans un pack-batteries ou module de batteries.
Les batteries au lithium en particulier présentent des avantages pour des applications relatives à la mobilité du véhicule ou encore en termes de stockage stationnaire. De telles batteries au lithium ont toutefois pour inconvénient de se dégrader au fur et à mesure de leur utilisation, et notamment au fil de leurs cycles de charge et de décharge. Les batteries au lithium sont notamment sujettes à des phénomènes de dégradation mécanique, avec par exemple une fissuration de leur matière active ou une délamination. Elles peuvent par ailleurs gonfler lors de leur fonctionnement, jusqu’à générer des pressions pouvant être dangereuses pour leur intégrité.
Au-delà des méthodes classiques de mesure électrique de l’état de charge des modules de batteries, il est ainsi intéressant d’implémenter des méthodes de détectionin-situde leur état de dégradation. Une méthode non invasive permettant d’aboutir à un tel objectif est la mesure des émissions acoustiques générées par les cellules électrochimiques du module de batteries, les émissions acoustiques perçues étant des indicateurs d’un état de santé interne de la batterie. Cela permet d’anticiper des dégradations trop importantes de la batterie qui seraient irréversibles.
Il est connu de l’art antérieur, notamment de JP7006795, de disposer des capteurs acoustiques au niveau d’un boîtier extérieur de la cellule électrochimique. De tels systèmes intervenant au niveau du boîtier extérieur de la cellule sont cependant difficiles à mettre en œuvre lorsque plusieurs cellules électrochimiques sont empilées comme c’est le cas dans les modules de batteries. Ces systèmes ont par ailleurs pour désavantage une perte de signal, les émissions acoustiques devant traverser le boîtier extérieur de la cellule afin d’être reçues par les capteurs.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de détection de l’état de santé de la cellule intégré au sein de celle-ci, et plus particulièrement disposé au sein de couches de polymères formant une enveloppe de cette cellule électrochimique.
La présente invention a ainsi pour principal objet une cellule électrochimique comprenant au moins un boîtier, une portion de stockage d’énergie électrique logée dans le boîtier, et des terminaux reliés à la portion de stockage d’énergie électrique, des parois du boîtier comprenant une couche externe, la cellule électrochimique comprenant au moins un dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques disposé entre la couche externe et la portion de stockage d’énergie électrique.
La cellule électrochimique selon l’invention est destinée à être intégrée dans un module de batteries, par exemple un module de batteries d’un véhicule automobile. La cellule électrochimique comprend une portion de stockage d’énergie électrique qui correspond à une zone au sein de laquelle ont lieu les réactions d’oxydo-réduction nécessaires à la charge et à la décharge de la cellule électrochimique ; elle est ainsi constituée d’un empilement de couches de matériaux parmi lesquelles au moins une anode et au moins une cathode. Cette portion de stockage d’énergie électrique est reliée à des terminaux permettant une connexion électrique à d’autres cellules électrochimiques ou à des bornes électriques. La portion de stockage d’énergie électrique est disposée au sein du boîtier de sorte à être entourée par celui-ci. Le boîtier, qui est par exemple une poche souple, présente une couche interne qui est la plus proche de la portion de stockage d’énergie électrique et une couche externe opposée à celle-ci, cette couche externe constituant une enveloppe périphérique de la cellule électrochimique. En d’autres termes, la couche externe délimite un espace interne de la cellule électrochimique, en opposition à un espace extérieur à celle-ci. La couche externe et la couche interne correspondent ainsi aux parois du boîtier.
La cellule électrochimique comprend un dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques, qui permet de vérifier son état de dégradation. Ce dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques est disposé au sein de la cellule électrochimique, c'est-à-dire au sein de son espace interne délimité par sa couche externe. Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques est ainsi disposé au plus proche de la portion de stockage d’énergie électrique dont il doit déterminer l’état de santé et où ont lieu les dégradations, sans pour autant interférer avec cette portion. Une telle disposition limite par ailleurs les pertes de signal puisque les ondes acoustiques n’ont pas à traverser la couche externe.
La cellule électrochimique peut, selon les variantes de réalisation, présenter un unique dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques ou une pluralité de tels dispositifs. Quelle que soit la variante de réalisation, la présence du ou des dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques autorise l’association de la cellule électrochimique à d’autres cellules électrochimiques en vue de former un module de batteries, puisque ce ou ces dispositifs n’entraînent pas de perte de place en dehors de la cellule électrochimique.
La présence d’un unique dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques élimine le besoin d’ajouter d’autres détecteurs ponctuels en des endroits différents de la cellule électrochimique et permet d’obtenir des informations sur un état de santé général de la cellule électrochimique.
À l’inverse, la présence d’une pluralité de dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques localisés permet d’effectuer une cartographie en deux dimensions au sein de la cellule électrochimique, autorisant ainsi une détection des dégradations plus précise.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques comprend au moins une couche en un matériau piézoélectrique.
Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques est ainsi un film mince piézoélectrique. Le matériau piézoélectrique est par exemple une céramique de type PZT (titano-zirconate de plomb), ZNO (oxyde de zinc), AIN (nitrure d’aluminium), ou encore un piézopolymère tel que le polyvinylidène fluoride.
La forme prise par le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques, à savoir une couche, permet une insertion facilitée au sein des couches composant le boîtier ou encore entre ce boîtier et la portion de stockage d’énergie électrique, tout en limitant l’encombrement et notamment la formation de protubérances trop importantes au sein de la cellule électrochimique.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques comprend une première électrode et une deuxième électrode, la couche en un matériau piézoélectrique étant disposée entre la première électrode et la deuxième électrode.
En d’autres termes, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques est ici constitué par une superposition de la première électrode, la couche en un matériau piézoélectrique et la deuxième électrode. La première électrode et la deuxième électrode sont par exemple formées en aluminium ou en un alliage d’aluminium, de fer, de silicium et/ou de manganèse, ou encore en un polymère conducteur de type polyéthylène dioxythiophène. Ces électrodes sont, à l’instar du matériau piézoélectrique, sous la forme de couche.
Selon une caractéristique, une épaisseur de chacune de la première électrode et de la deuxième électrode est comprise entre 10 et 100 µm et une épaisseur de la couche en un matériau piézoélectrique est comprise entre 1 et 50 µm, ces épaisseurs étant mesurées selon une direction perpendiculaire à un plan d’extension de l’une ou l’autre des électrodes.
De telles épaisseurs sont obtenues à l’issue d’une opération de laminage, qui permet de réduire l’épaisseur des électrodes et de la couche en un matériau piézoélectrique afin de limiter l’encombrement du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques au sein de la cellule électrochimique.
Selon une caractéristique de l’invention, les parois du boîtier comprennent une couche interne, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques étant disposé entre la couche externe et la couche interne du boîtier.
La couche en un matériau piézoélectrique est disposée entre les deux couches constituant les parois du boîtier. La couche en un matériau piézolélectrique est plus précisément disposée entre les deux électrodes, ces électrodes étant elles-mêmes intercalées entre la couche externe et la couche interne.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la couche interne du boîtier est intégralement recouverte par le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques.
Une telle caractéristique correspond à une première variante de réalisation, dans laquelle une surface de la couche interne est sensiblement égale à une surface du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques.
Selon une caractéristique, la couche interne est partiellement recouverte par le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques.
Cette caractéristique correspond à une deuxième variante de réalisation, dans laquelle certaines parties de la couche interne ne sont pas recouvertes puisqu’il existe plusieurs dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques disposés localement au sein de la cellule électrochimique.
Selon une caractéristique, la cellule électrochimique comprend des fils de connexion du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques sortant à une extrémité longitudinale du boîtier, les terminaux sortant à une extrémité longitudinale opposée du boîtier.
Le boîtier s’étend principalement entre une première extrémité longitudinale et une deuxième extrémité longitudinale. Les fils de connexion reliés à la première électrode et à la deuxième électrode du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques s’étendent en dehors du boîtier au niveau de la première extrémité longitudinale, tandis que les terminaux connectés à la portion de stockage d’énergie électrique dépassent du boîtier au niveau de sa deuxième extrémité longitudinale.
L’invention concerne en outre un procédé d’obtention d’une cellule électrochimique telle qu’évoquée précédemment, comprenant une étape de laminage du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques avec ou sur une couche du boîtier.
Selon une autre caractéristique, le procédé d’obtention comprend une étape de disposition de la portion de stockage d’énergie électrique au sein du boîtier de sorte que la couche avec laquelle est laminée le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques forme la couche interne disposée entre ladite portion de stockage d’énergie électrique et la couche externe.
On comprend que l’étape de disposition déterminera laquelle des deux couches forme la couche externe et laquelle forme la couche interne. Ainsi, à l’issue de ce positionnement, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques sera disposé entre la couche externe et la couche interne.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et d’exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexés d’autre part, sur lesquels :
illustre, schématiquement, une vue en perspective d’une cellule électronique selon l’invention ;
illustre, schématiquement, une vue de coupe de la cellule électronique de la ;
illustre, schématiquement, une vue en perspective d’une portion de la cellule électronique de la .
Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
La illustre ainsi, schématiquement, une cellule électrochimique 1 selon l’invention. Une telle cellule électrochimique 1 est destinée à équiper un véhicule automobile, et est à cet effet associée à d’autres cellules électrochimiques 1 en vue de former un module de batteries du véhicule automobile.
La cellule électrochimique 1 est une cellule sous forme de poche. Elle est délimitée par un boîtier 2, qui peut être souple et qui constitue une enceinte pour une portion de stockage d’énergie électrique 4 de la cellule électrochimique 1 ; en d’autres termes, la portion de stockage d'énergie électrique 4 est disposée au sein du boîtier 2 et est entourée par ce dernier.
La portion de stockage d’énergie électrique 4 est un empilement de couches, ou feuillets électrochimiques, entre lesquelles se déroulent les réactions électrochimiques nécessaires pour la charge et la décharge de la cellule électrochimique 1. De telles couches sont visibles en . La portion de stockage d’énergie électrique 4 comprend, parmi ces couches électrochimiques, au moins une anode 6 et une cathode 8 ; elle présente plus particulièrement ici une pluralité d’anodes 6 et une pluralité de cathodes 8. Des séparateurs 10 sont intercalés au sein de l’empilement d’anodes 6 et de cathodes 8. Ces séparateurs 10, également sous forme de couches, permettent notamment d’éviter les courts-circuits au sein de la cellule électrochimique 10.
La portion de stockage d’énergie électrique 4 est reliée à des terminaux 12 de la cellule électrochimique 1, de tels terminaux 12 étant illustrés à la . Les terminaux 12, qui sont au nombre de deux, sont connectés à l’empilement de couches électrochimiques à une de leurs extrémités et s’étendent hors du boîtier 2, à une autre de leurs extrémités. La cellule électrochimique 1 présente une direction d’extension principale qui correspond à une direction longitudinale ; elle s’étend ainsi entre une première extrémité longitudinale 14 et une deuxième extrémité longitudinale 16. Les deux terminaux 12 font ici saillie de la première extrémité longitudinale 14, de sorte à faciliter leur raccordement électrique à d’autres cellules électrochimiques 1 du module de batteries ou encore à des bornes électriques.
Comme évoqué précédemment, la portion de stockage d’énergie électrique 4 est logée au sein du boîtier 2. Ce boîtier 2 comprend plus précisément une couche externe 18, qui correspond à une portion la plus périphérique de la cellule électrochimique 1, et une couche interne 20, qui est en regard de la portion de stockage d’énergie électrique 4, ces couche externe 18 et couche interne 20 constituant des parois du boîtier. Ces deux couches 18, 20 sont par exemple des feuillets de polyester d’une épaisseur, mesurée selon une direction perpendiculaire à leur plan d’extension, d’environ 15 µm.
Selon l’invention, la cellule électrochimique 1 comprend au moins un dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22. Un tel dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 a pour objet de déterminer un état de dégradation de la portion de stockage d'énergie électrique 4 de la cellule électrochimique 1 en envoyant et/ou en recevant des ondes acoustiques. Il est ainsi possible, en cas de dégradation trop importante de la cellule électrochimique 1, de la réparer ou encore d’interrompre son fonctionnement et de la remplacer par une autre cellule électrochimique 1 du module de batteries. Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 détermine l’état de dégradation de la portion de stockage d'énergie électrique 4 soit par la détection d’ondes acoustiques issues de la portion de stockage d'énergie électrique 4, soit grâce à sa propre émission d’ondes acoustiques, c'est-à-dire des ondes acoustiques qu’il émet lui-même en direction de la portion de stockage d'énergie électrique 4.
Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est disposé au sein de la cellule électrochimique 1, entre la couche externe 18 du boîtier 2 et la portion de stockage d'énergie électrique 4. Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est plus particulièrement disposé au sein du boîtier 2, c'est-à-dire entre sa couche externe 18 et sa couche interne 20.
Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est composé d’une pluralité de couches minces, parmi lesquelles au moins une couche en un matériau piézoélectrique 24. Un tel matériau piézoélectrique est par exemple une céramique en titano-zirconate de plomb, en oxyde de zinc ou en nitrure d’aluminium, ou bien encore un piézopolymère tel qu’un polyvinylidène fluoride. La couche en un matériau piézoélectrique 24 est disposée, au sein du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22, entre une première électrode 26 et une deuxième électrode 28 qui forment des couches de ce dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22. On comprend ainsi que le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est formé par la superposition de la première électrode 26, de la couche en un matériau piézoélectrique 24, et de la deuxième électrode 28. Ces première et deuxième électrodes 26, 28 sont par exemple réalisées en aluminium ou en un alliage d’aluminium, de fer, de silicium et/ou de manganèse, ou encore en polyéthylène dioxythiophène. Les électrodes 26, 28 permettent la récupération d’un signal électrique dont l’origine est une onde acoustique.
Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est équipé de fils de connexion 30 permettant son raccordement électrique. Ces fils de connexion 30 sont plus précisément raccordés, au sein du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22, à la première électrode 26 et à la deuxième électrode 28 par une de leurs extrémités. Une autre extrémité de ces fils de connexion 30 s’étend en dehors de la cellule électrochimique 1, comme cela est illustré à la . Les fils de connexion 30 sortent ainsi du boîtier 2 au niveau de la deuxième extrémité longitudinale 16 de la cellule électrochimique 1, c'est-à-dire à l’opposé de la première extrémité longitudinale 14 depuis laquelle s’étendent les terminaux 12 de la portion de stockage d'énergie électrique 4.
Tel que cela a été évoqué précédemment, la cellule électrochimique 1 présente au moins un dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22. Selon une première variante de réalisation, la cellule électrochimique 1 présente un unique dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22. Selon une deuxième variante de réalisation, cette cellule électrochimique 1 est équipée d’une pluralité de dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22. Ces deux variantes de réalisation vont maintenant être décrites.
La première variante de réalisation, avec un unique dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22, permet l’obtention d’informations sur un état de dégradation général de la cellule électrochimique 1. Elle est illustrée à la . Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est disposé entre la couche externe 18 du boîtier 2 et la couche interne 20 de ce boîtier 2. En d’autres termes, le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est logé au sein d’une épaisseur du boîtier 2 délimitée par sa couche externe 18 d’une part et par sa couche interne 20 d’autre part. Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est plus précisément disposé dans l’épaisseur du boîtier 2 de sorte que sa première électrode 26 soit au contact de la couche externe 18 et que sa deuxième électrode 28 soit au contact de sa couche interne 20. On comprend que le boîtier 2 comprend alors un empilement de couches qui sont successivement formées, depuis l’extérieur de la cellule électrochimique 1 en direction de sa portion de stockage d'énergie électrique 4, de la couche externe 18, de la première électrode 26, de la couche en un matériau piézoélectrique 24, de la deuxième électrode 28 et de la couche interne 20.
Dans la première variante de réalisation, la couche interne 20 du boîtier 2 est intégralement recouverte par le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22. Ainsi, une surface du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est sensiblement également à une surface de la couche interne 20. Le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 s’étend de ce fait de la première extrémité longitudinale 14 de la cellule électrochimique 1 à sa deuxième extrémité longitudinale 16 de sorte à constituer une couche du boîtier 2 au même titre que la couche externe 18 ou la couche interne 20.
Dans cette première variante de réalisation, la présence d’un unique dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 signifie que ce dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 endosse à la fois un rôle d’émetteur d’ondes acoustiques au sein de la cellule électrochimique 1 et un rôle de détecteur des ondes acoustiques émises par la portion de stockage d'énergie électrique 4 de cette cellule électrochimique 1.
À l’inverse de la première variante de réalisation, la cellule électrochimique 1 selon la deuxième variante de réalisation comprend plusieurs dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 qui permettent d’obtenir des informations plus localisées. Il est ainsi possible de contrôler la dégradation de certains composants de la cellule électrochimique 1 en particulier grâce à une cartographie plus précise de l’état de santé de la cellule électrochimique 1.
La deuxième variante de réalisation est illustrée à la . Les dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 sont disposés au sein du boîtier 2 entre la couche externe 18 et la couche interne 20 ; il en résulte que les premières électrodes 26 de chacun des dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 sont en regard de la couche externe 18, tandis que leurs deuxièmes électrodes 28 sont en regard de la couche interne 20.
Dans la cellule électrochimique 1 selon la deuxième variante de réalisation, la couche interne 20 du boîtier 2 est partiellement recouverte par les dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22. Il en résulte qu’une surface cumulée des dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est strictement inférieure à une surface de la couche interne 20 du boîtier 2. On comprend ainsi qu’il existe des portions du boîtier 2 qui sont dépourvues de dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22, ceux-ci étant disposés de façon localisée et ponctuelle au sein de la cellule électrochimique 1. Les dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 présentent chacun une reprise de contact 32, de telles reprises de contact 32 assurant leur liaison électrique aux fils de connexion 30.
Dans cette deuxième variante de réalisation, les dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 peuvent soit avoir à la fois un rôle d’émission d’ondes acoustiques et un rôle de réception de telles ondes, soit présenter uniquement l’une de ces deux fonctions. Dans ce dernier cas, les dispositifs de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 peuvent être disposés de part et d’autre de la couche interne 20, avec au moins un dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 jouant le rôle d’émetteur d’ondes acoustiques et un dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 ayant pour fonction la réception des ondes acoustiques.
Un procédé d’obtention de la cellule électrochimique 1 va désormais être décrit. Le procédé d’obtention comprend une étape de fabrication du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22. Cette étape de fabrication comprend plus précisément une sous-étape de dépôt, au cours de laquelle un matériau piézoélectrique est déposé sur la première électrode 26 de sorte à former la couche en un matériau piézoélectrique 24. Une telle sous-étape de dépôt peut être réalisée par procédé sol-gel, par pulvérisation, par dépôt chimique en phase vapeur ou encore par dépôt physique en phase vapeur. L’étape de fabrication comprend par la suite une sous-étape de laminage au cours de laquelle la première électrode porteuse de la couche en un matériau piézoélectrique 24 et la deuxième électrode 28 sont laminées à sec ensemble. À l’issue de cette sous-étape de laminage, une épaisseur de chacune de la première électrode 26 et de la deuxième électrode 28 est comprise entre 10 et 100 µm, tandis qu’une épaisseur de la couche en un matériau piézoélectrique 24 est comprise entre 1 et 50 µm. De telles épaisseurs sont mesurées selon une direction perpendiculaire à un plan d’extension de l’une ou l’autre des électrodes 26, 28, c'est-à-dire selon une direction sensiblement parallèle à une direction de superposition de la première électrode 26, la couche en un matériau piézoélectrique 24 et la deuxième électrode 28.
À titre d’exemple non limitatif de l’invention, la couche en un matériau piézoélectrique 24 peut être obtenue par un procédé sol-gel au cours duquel de l’acétate de plomb, du propoxide de zirconium et de l’iopropoxide de titane sont utilisés. Deux grammes d’acétate de plomb sont dissous dans un millilitre d’acide acétique, et la solution est chauffée. On ajoute ensuite à cette solution, en quantités stœchiométriques, des précurseurs du propoxide de zirconium et d’iopropoxide de titane ainsi que deux millilitres d’éthylène-glycol. La solution est alors diluée avec de l’eau distillée afin d’obtenir une viscosité adaptée à une enduction par centrifugation. Une telle enduction par centrifugation correspond à la sous-étape de dépôt ; elle permet de déposer la solution, qui correspond à la couche en un matériau piézoélectrique 24, sur la première électrode 26 qui est par exemple un substrat d’aluminium. Ce substrat d’aluminium recouvert de la couche en un matériau piézoélectrique 24 est ensuite laminé à sec avec un autre feuillet d’aluminium correspondant à la deuxième électrode 28, et le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est alors obtenu.
Une fois le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 fabriqué, le procédé d’obtention de la cellule électrochimique 1 se poursuit par une étape de laminage à sec du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 avec une couche du boîtier 2. Cette couche, qui formera lors d’un assemblage de la cellule électrochimique 1 soit la couche externe 20 du boîtier soit sa couche interne 18, est ensuite laminée avec une autre couche du boîtier 2, les deux couches étant par exemple des couches de polyester d’une épaisseur de 15 µm. Les deux couches laminées forment le boîtier 2. L’étape de laminage est telle que le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est laminé entre les deux couches, de sorte que le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 est entre la couche externe 18 et la couche interne 20.
Le procédé d’obtention se poursuit par une étape de disposition de la portion de stockage d'énergie électrique 4 au sein du boîtier 2. Cette étape de disposition correspond au positionnement de la portion de stockage d'énergie électrique 4 de sorte que la couche avec laquelle a été laminée le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques 22 forme la couche interne 20, qui est alors disposée entre la portion de stockage d'énergie électrique 4 et la couche externe 18 du boîtier 2. La cellule électrochimique 1 est alors obtenue.
La présente invention propose ainsi un dispositif de détection de la dégradation d’une cellule électrochimique, un tel dispositif étant intégré à l’intérieur de cette cellule électrochimique.
La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen et toute configuration équivalents ainsi qu’à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens.

Claims (10)

  1. Cellule électrochimique (1) comprenant au moins un boîtier (2), une portion de stockage d’énergie électrique (4) logée dans le boîtier (2) et des terminaux (12) reliés à la portion de stockage d’énergie électrique (4), des parois du boîtier (2) comprenant une couche externe (18), la cellule électrochimique (1) comprenant au moins un dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22) disposé entre la couche externe (18) et la portion de stockage d’énergie électrique (4).
  2. Cellule électrochimique (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22) comprend au moins une couche en un matériau piézoélectrique (24).
  3. Cellule électrochimique (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22) comprend une première électrode (26) et une deuxième électrode (28), la couche en un matériau piézoélectrique (24) étant disposée entre la première électrode (26) et la deuxième électrode (28).
  4. Cellule électrochimique (1) selon la revendication précédente, dans lequel une épaisseur de chacune de la première électrode (26) et de la deuxième électrode (28) est comprise entre 10 et 100 µm et une épaisseur de la couche en un matériau piézoélectrique (24) est comprise entre 1 et 50 µm, ces épaisseurs étant mesurées selon une direction perpendiculaire à un plan d’extension de l’une ou l’autre des électrodes (26, 28).
  5. Cellule électrochimique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les parois du boîtier (2) comprennent une couche interne (20), le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22) étant disposé entre la couche externe (18) et la couche interne (20) du boîtier (2).
  6. Cellule électrochimique (1) selon la revendication précédente, dans laquelle la couche interne (20) du boîtier (2) est intégralement recouverte par le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22).
  7. Cellule électrochimique (1) selon la revendication 5, dans laquelle la couche interne (20) du boîtier (2) est partiellement recouverte par le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22).
  8. Cellule électrochimique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant des fils de connexion (30) du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22) sortant à une extrémité longitudinale (14) du boîtier (2), les terminaux (12) sortant à une extrémité longitudinale (16) opposée du boîtier (2).
  9. Procédé d’obtention d’une cellule électrochimique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de laminage du dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22) avec ou sur une couche du boîtier (2).
  10. Procédé d’obtention selon la revendication précédente en combinaison avec la revendication 5, comprenant une étape de disposition de la portion de stockage d’énergie électrique (4) au sein du boîtier (2) de sorte que la couche avec laquelle est laminée le dispositif de détection et/ou d’émission d’ondes acoustiques (22) forme la couche interne (20) disposée entre ladite portion de stockage d’énergie électrique (4) et la couche externe (18).
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