Salon de Genève 2014 : Batterie avancée pour la Kia Soul EV

La Kia Soul EV est équipée d'un bloc d'alimentation avancé utilisant des cellules de batterie lithium-ion polymère fournies par SK Innovation. Le bloc, qui offre une densité énergétique de 200 Wh/kg, est le résultat d'un programme de développement conjoint de trois ans entre Kia Motors Corporation et SK Innovation en Corée.

Les ingénieurs de Kia ont développé ce bloc d'alimentation exceptionnel comprenant 192 cellules de batterie lithium-ion polymère réparties en huit modules, délivrant une puissance totale de 27 kWh. Le bloc intègre une technologie de contrôle thermique de pointe pour maintenir chaque cellule à une température optimale, ainsi qu'une conception structurelle améliorant la résistance aux chocs.

Un matériau de cathode NCM riche en nickel (nickel-cobalt-manganèse) est utilisé dans la production en série des cellules de la Soul EV. La densité énergétique, qui dépend des capacités de la cathode, est un facteur clé déterminant l'autonomie d'un véhicule électrique. Grâce à sa densité énergétique de pointe, la Soul EV offre une autonomie d'environ 200 km avec une seule charge.

Des additifs électrolytiques et des matériaux d'anode haute performance ont également été développés pour répondre à diverses exigences de performance (comme la sécurité et la durée de vie), tout en maintenant une densité énergétique élevée.

De plus, un séparateur de sécurité spécial est utilisé dans les cellules de la Kia Soul EV. Le séparateur détermine la sécurité et la vitesse de charge/décharge de la batterie. Il offre une meilleure résistance thermique, ce qui permet de protéger la cellule contre la chaleur ou le feu en empêchant le rétrécissement du séparateur si la température dépasse les niveaux normaux.

Ensemble, la faible résistance électrique de la cellule, le contrôle thermique approprié du système de batterie et le calcul précis de l'état de charge améliorent les performances de charge, permettant une charge rapide exceptionnelle de 25 minutes (100 kW DC) ou 33 minutes (50 kW DC). Le temps de recharge complet, selon la source d'alimentation, peut aller jusqu'à cinq heures (6,6 kW AC).

L'additif électrolytique utilisé dans la Soul EV empêche la dégradation des performances de la batterie à basse et haute température, élargissant la plage de température d'utilisation de la batterie et réduisant les fluctuations d'autonomie en fonction de la météo.

Le froid est notoirement hostile pour une batterie, et la Soul EV est dotée d'un système de chauffage de la batterie qui réchauffe la batterie lorsque la voiture est branchée au réseau, avant utilisation. Cela permet de maintenir des performances optimales de la batterie quelle que soit la température extérieure.

Pour une sécurité active maximale, le module de batterie est équipé d'un dispositif de protection contre les surcharges qui coupe le circuit haute tension en cas de gonflement des cellules dû à une surcharge.

L'optimisation des matières premières utilisées pour le contrôle de la morphologie de la cathode et le revêtement de surface, le revêtement de surface de l'anode et l'additif électrolytique, ainsi que l'excellente résistance mécanique du séparateur, assurent une durabilité et une sécurité de la cellule parmi les meilleures de la catégorie.

Contexte sur les batteries

Une batterie lithium-ion est une batterie rechargeable qui stocke l'énergie électrique sous forme d'énergie chimique et l'utilise en cas de besoin. Les ions lithium se déplacent de la cathode vers l'anode pendant la charge et de l'anode vers la cathode pendant la décharge. L'électrolyte est nécessaire comme milieu pour le transfert des ions lithium, et le séparateur est nécessaire pour séparer électriquement l'anode et la cathode.

Généralement, la cathode est constituée d'oxydes lourds et peut stocker moins d'électricité par poids que l'anode, composée de carbones légers. Pour augmenter la densité énergétique (énergie par poids) du bloc-batterie, il est important d'augmenter la quantité d'électricité stockée par la cathode, car la quantité d'électricité doit être équilibrée entre la cathode et l'anode.

La batterie lithium-ion polymère est le nom courant du type de batterie qui utilise un film poche comme matériau d'emballage. Le nom batterie lithium-ion fait référence au type de batterie qui utilise un boîtier métallique comme matériau d'emballage.

Les avantages d'une batterie lithium-ion polymère (par rapport aux batteries lithium-ion normales) incluent : une plus grande efficacité grâce à la structure simple de la cellule (moins de pièces), des coûts réduits, une sécurité et une fiabilité accrues (grâce à une meilleure diffusion thermique et un meilleur contrôle de la pression interne), une facilité de fabrication dans une variété de capacités et de formes.