Qu’est-ce que l’entreposage frigorifique ?

On m'a posé cette question lors d'un salon professionnel l'année dernière. Un gars d'un intégrateur européen d'ESS voulait savoir pourquoi son fournisseur facturait un supplément pour la « logistique de la chaîne du froid ». Il pensait que c'était une arnaque. Ce n’était pas le cas.

Les piles au lithium se dégradent lorsqu'elles sont placées sur une étagère. Plus l’entrepôt est chaud, plus vite sa capacité diminue. Ce n'est pas un petit effet. J'ai vu des données de test d'un fabricant de cellules montrant une perte de capacité de 2 à 3 % sur six mois à 35 degrés contre peut-être un demi pour cent à 20 degrés. Les cellules n’étaient même pas utilisées. Juste assis là.

L’entreposage frigorifique est exactement ce à quoi cela ressemble. Vous placez les cellules dans un entrepôt à température contrôlée, vous les conservez entre 15 et 25 degrés et vous contrôlez l'humidité. Les réactions secondaires à l’intérieur de la cellule ralentissent. La couche SEI croît plus lentement. Vous perdez moins de lithium.

Après l’été 2022, plus personne en Chine ne se demande si l’entreposage frigorifique est important. L’est de la Chine a atteint 40 degrés pendant des semaines. J'ai entendu dire par quelqu'un chez un fabricant d'emballages du Jiangsu que quelques fournisseurs de cellules ont dû radier leurs stocks parce que les cellules sortaient du stockage avec une capacité nettement inférieure aux spécifications. Je ne peux pas dire si cette histoire est exagérée, mais le timing correspond au moment où les mises à niveau des entrepôts frigorifiques ont commencé à apparaître dans les plans d'investissement de chacun.

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Vous ne pouvez pas simplement jeter des cellules dans un entrepôt frigorifique, quel que soit leur état de charge. Une charge complète est mauvaise pour la cathode. La structure d'oxyde en couches dans le NMC à haute teneur en -nickel n'aime pas rester à 4,2 V pendant des mois. Quelque chose à propos de changements de phase irréversibles. Je ne suis pas un scientifique des matériaux, je ne prétendrai donc pas comprendre parfaitement le mécanisme, mais le résultat est une perte de capacité mesurable.

Les cellules vides sont pires. Si la tension chute trop bas, le collecteur de courant en cuivre commence à se dissoudre. Vous rechargez la cellule et le cuivre se dépose quelque part où il ne devrait pas. La résistance interne augmente. Parfois, la cellule tombe complètement en panne.

Le sweet spot se situe entre 30 % et 50 % de SOC. BYD exige apparemment 40 % plus ou moins 5 % pour les cellules Blade destinées au stockage. Je n'ai pas vu le document lui-même mais plusieurs personnes ont mentionné ce numéro. LFP est délicat car la courbe de tension est si plate. Difficile de savoir exactement à quel SOC vous vous trouvez simplement en mesurant la tension. Certains fabricants effectuent un cycle de charge-décharge complet avant le stockage, juste pour calibrer.

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Le LFP supporte mieux le froid que le ternaire. Gotion répertorie la température de stockage jusqu'à moins 20 degrés sur sa fiche technique. Les NCA et NCM à teneur élevée en-nickel sont plus exigeants. Les cellules Samsung SDI NCA veulent 15-25 degrés si je me souviens bien des spécifications. Descendez en dessous de 10 degrés et l’électrolyte devient trop visqueux. Apparemment, cela affecte la qualité de la formation.

SVOLT a des exigences encore plus strictes concernant ses cellules à lame courte-. Quelque chose d'environ 18-23 degrés avec seulement 2 degrés de tolérance dans les deux cas. Pas facile à entretenir toute l'année-dans le sud de la Chine, où les températures extérieures estivales atteignent 40°C. Les compresseurs fonctionnent sans arrêt. Les factures d’électricité deviennent laides. Un exploitant d'entrepôt à qui j'ai parlé a déclaré que sa facture d'électricité de juillet dépassait 100 000 RMB, ce qui était considéré comme normal pour une installation de taille moyenne.

Certains fabricants assouplissent discrètement la limite supérieure à 28 degrés pendant la haute saison estivale. Ensuite, ils effectuent un test OCV supplémentaire avant l’expédition pour détecter les cellules trop dégradées. Ce n’est pas idéal, mais l’économie est ce qu’elle est.

Déplacez une cellule froide dans une pièce chaude et l’eau se condense à la surface. Tout le monde le sait. Ce que tout le monde ne réalise pas, c’est à quel point cela est important pour les cellules en poche. L’eau sur le film stratifié en aluminium n’est pas seulement un problème esthétique. Il pénètre dans les soudures des languettes. Provoque une oxydation. Dans les cas extrêmes, l’humidité traverse le thermoscellage et réagit avec l’électrolyte.

La bonne façon de gérer cela est de créer une zone tampon. Les cellules reposent dans une pièce à température intermédiaire pendant quatre à six heures avant d'être transférées dans l'atelier de production. Les températures s'égalisent progressivement. Pas de condensation.

Les petites opérations sautent cette étape. J'ai visité un atelier d'assemblage de packs où ils extrayaient des cellules directement d'une glacière à 5 degrés vers un atelier à 30 degrés. Mi-août. Chaque surface cellulaire était humide. Le responsable de la production a admis que le taux de rejets de soudure de modules était élevé ce mois-là. Il a blâmé le matériel de soudage. J'avais ma propre théorie.

Six mois est la limite commune. Après cela, vous devez retester. OCV, IR, capacité, toute la suite. Les cellules qui échouent sont déclassées ou mises au rebut. EVE est censé exiger que les cellules stockées au-delà de neuf mois retournent à l'usine pour être reclassées. Je ne l'ai pas confirmé directement mais cela vient de quelqu'un qui le saurait.

Cela est devenu un véritable casse-tête lorsque le marché des ESS a ralenti fin 2023. Les intégrateurs étaient assis sur des stocks qu’ils ne pouvaient pas déplacer. Les projets ne cessaient de prendre du retard. Au moment où les transactions ont finalement été conclues, les cellules avaient dépassé leur fenêtre de stockage. Repérez des mois de disputes entre intégrateurs et fournisseurs de cellules pour savoir à qui appartenait ce problème. Les contrats d'achat contiennent désormais souvent des dispositions exigeant que les cellules soient fabriquées dans les 60 ou 90 jours suivant la livraison. Leçon apprise.

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Les arroseurs d’entrepôt standard ne fonctionnent pas bien sur les incendies de batteries au lithium. L’eau qui frappe une cellule lors d’un emballement thermique peut aggraver les choses. Génère de l'hydrogène. Les systèmes préférés sont désormais le perfluorohexanone ou le brouillard d’eau fin, mais une configuration au perfluorohexanone coûte des millions de RMB. De nombreux entrepôts ne peuvent justifier de telles dépenses.

L'assurance est devenue la plus grande contrainte. CPIC et Ping An ont tous deux augmenté les tarifs pour le stockage des batteries au lithium à partir de 2024 environ. Trois à quatre fois ce que paie un entrepôt normal, d'après ce que j'ai entendu. Certains assureurs ne toucheront pas du tout à ces projets. Sans couverture d’assurance, bonne chance pour obtenir un financement bancaire. Tout en aval reste bloqué.

Les cellules nécessitent des contrôles de tension périodiques pendant leur stockage. L'autodécharge normale-est de quelques millivolts par mois. Si vous voyez une cellule chuter de 15 mV ou plus, quelque chose ne va probablement pas en interne. Micro-court-circuit très probable. Retirez-le et traitez-le séparément.

Les clients européens souhaitent consulter des enregistrements de température pour toute la période de stockage. Certains entrepôts attachent des enregistreurs de données à chaque palette qui accompagne l'expédition. Le client extrait les données à la réception. Une excursion hors-conforme- aux spécifications sur ce journal et ils pourraient rejeter l'ensemble du lot. C'est arrivé à un expéditeur que je connais. Conteneur de quarante-pieds retourné au port.

Le FIFO devrait être simple. Premier entré, premier sorti. En pratique, les caristes saisissent la palette la plus facile à atteindre. Les objets à l'arrière du rack restent là pendant des mois jusqu'à ce que quelqu'un le remarque. Les systèmes MES vous aident si vous en avez. De nombreux entrepôts fonctionnent encore avec des feuilles de calcul et espèrent que tout ira pour le mieux.