Seal integrity analysis of maritime battery cells for 2nd life applications

Brukte Li-ion batterier kan i mange tilfeller gjenbrukes etter at de ikke lenger kan brukes til deres opprinnelige formål. Spesielt er gjenbruk mulig hvis levetidsdata for både lagring og bruk viser at levetida kan ekstrapoleres videre med fortsatt mye brukstid igjen. Men, fortsatt levetid kan være irrelevant om ikke Li-ion cellenes forsegling er intakt. Denne forseglingen kan over tid begynne å lekke både flyktige elektrolyttkomponenter i tillegg til f.eks. hydrogengass som kan oppstå under batterialdring. Det vil derfor være meget relevant å utforske hvor god kvaliteten på forseglingene til en rekke formater av Li-ion celler er med hensyn på videre bruk. I dette prosjektet vil vi fokuserer på forseglingens kvalitet, og se hvordan forskjellige driftsbetingelser påvirker denne. Vi vil også forsøke å kvantifisere hvor store lekkasjer som kan oppstå, og se hvordan dette kan påvirke batteriets ytelse. Dette vil bidra til å bygge kunnskap for reell gjenbruk av Li-ion batterier på en sikker måte – uten lekkasjer. Foreløpige resultater viser interessante resultater for forseglings integritet for både pose- og sylindriske celler.

This project focuses on analyzing and assessing the seal integrity of Li-ion battery cells for use in second life applications. The battery cell seal is a very important part in ensuring the extended life of used Li-ion batteries. If the cell container cannot withstand and ensure a leak-free operation for >20 years, use in 2nd life applications cannot be warranted. Any leak in the battery container could impose a safety hazard and thus be critical to further battery operation. The project will develop a novel methodology for opening Li-ion cells without damaging the seal of the cells. All different common Li-ion geometries will be evaluated. However, the main focus will be on Li-ion pouch cells. With the use of X-ray tomography (CT scan) Li-ion cells will be scanned prior to any disassembly to guide the exact placement for incisions to open these batteries. Furthermore, a methodology to characterize the seal quality and gas and electrolyte leakage from the cells will be developed. By combining these activities with modelling tools, the understanding of cell performance and seal degradation will be established. This will enable Corvus Energy to decide whether the life of their Li-ion cells can warranted after first application use, and hence be a business case of second-life reuse of maritime Li-ion cells.