Observation par caméra rapide des spots cathodiques dans l'air au niveau du CID des éléments batterie lithium-ion

  • Amaury AUGEARD Université Clermont Auvergne, Université Blaise Pascal, EA 4646, LAEPT, BP 10448, F-63000 CLERMONT-FERRAND, FRANCE SAFT Direction de la Recherche, 111/113, boulevard Alfred Daney, 33074 Bordeaux Cedex
  • Tchapo SINGO SAFT Direction de la Recherche, 111,113, boulevard Alfred Daney, 33074 Bordeaux Cedex
  • Philippe DESPREZ SAFT Direction de la Recherche, 111,113, boulevard Alfred Daney, 33074 Bordeaux Cedex
  • M'hammed ABBAOUI Université Clermont Auvergne, EA 4646, LAEPT, BP 10448, F-63000 CLERMONT-FERRAND

Résumé

Les spots cathodiques qui constituent les racines de l’arc électrique ont fait l’objet d’études poussées dans le vide et ont été décrits de manière détaillée par Jüttner, Siemroth, Ellrodt, Elmir et Bochkarev. Les auteurs s’accordent à dire que pour un courant inférieur à 100 A, les spots formant un « cluster » peuvent s’élever au maximum au nombre de 6. Avec les récents développements dans le domaine de l’imagerie rapide et notamment du mode EDR (Extreme Dynamic Range), l’observation des spots cathodiques a été rendue plus aisée. En effet, il est désormais possible d’observer l’apparition des spots cathodiques dans l’air lorsqu’un arc se produit à l’ouverture du CID (Current Interrupt Device) des éléments batterie lithium-ion. Les résultats obtenus lors de ces essais d’arc dans les batteries montrent que pour une tension batterie de 48 V et des courants allant jusqu’à 50 A, le nombre de spots observé est compris entre 1 et 10 selon l’intensité du courant, ce qui tend à infirmer les résultats des études qui ont été menées jusqu’à présent. Contrairement à la divergence relative au nombre de spots, l’intensité transportée par chaque spot, quant à elle, est en adéquation avec les précédentes études, elle est comprise entre 5 et 10 A. Cette nouvelle étude ne confirme donc que partiellement les résultats des travaux réalisés au cours des 30 dernières années relatifs aux spots cathodiques pour des courants inférieurs à 50 A. En effet, les résultats sont bien en adéquation avec ceux des précédentes études en deçà de 30 A, cependant ils divergent à partir de 50 A où il est possible d’observer jusqu’à 10 spots cathodiques.

Références

Références

Jüttner, B. (1979), Erosion Craters and Arc Cathode Spots in Vacuum. Beitr.

Plasmaphys., 19: 25–48. doi: 10.1002/ctpp.19790190104B.

B. Jüttner (1995), The dynamics of arc cathode spots in vacuum, J. Phys. D: Appl. Phys., 28: 516–522. doi:10.1088/0022-3727/28/3/011

P. Siemroth, T. Schulke, T. Witke (1995), Microscopic high speed investigations of vacuum arc cathode spots, IEEE Trans. Plasma Sci., 23: 919–925. doi: 10.1109/27.476476

Ellrodt, M. and Kühn, M. (1996), Investigations of the Cathode Spot Dynamics in a Vacuum Arc Coating Process. Contrib. Plasma Phys., 36: 687–696. doi: 10.1002/ctpp.2150360605

B. Jüttner (1997), The dynamics of arc cathode spots in vacuum: new measurements, J. Phys. D: Appl. Phys., 30: 221–229. doi:10.1088/0022-3727/30/2/009

B. Jüttner (1998), The dynamics of arc cathode spots in vacuum. Part III: measurements with improved resolution and UV radiation, J. Phys. D: Appl. Phys., 31: 1728–1736. doi:10.1088/0022-3727/31/14/017

H. Elmir, A. Jardy, J.P. Bellot, D. Lasalmonie, J. Senevat (2002), Observation du comportement des spots cathodiques dans le procédé de refusion à l’arc sous vide, Premier congrès interdisciplinaire sur les matériaux en France.

M.B. Bochkarev, V.B. Lebedev, G.G Feldman (2007), Observation of vacuum arc cathode spot with high speed framing camera, Proc. SPIE 6279, 27th International Congress on High-Speed Photography and Photonics, 62792E (January 11, 2007); doi:10.1117/12.725236

P. Picot (2000), La coupure du courant électrique dans le vide, Cahier Technique Schneider Electric, n ° 198.

F. Perisse, M. Abbaoui, A. Lefort (2013), Détermination des chutes de tension anodique et cathodique en régime dynamique, XI ème Colloque sur les arcs électriques, Toulouse, France.

Publiée
2015-05-27
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