OPerando Energy STORage Materials analysis: from the Lab-scale to Large scale facilities

Le projet OPENSTORM vise à développer et structurer une plateforme française de caractérisation avancée des batteries en conditions de fonctionnement (mode operando), couvrant une large gamme d’échelles spatiales et temporelles, du laboratoire aux grands instruments (synchrotron et neutrons). L’objectif est de fournir à la communauté scientifique des outils, méthodes et protocoles permettant d’étudier finement les mécanismes structuraux, morphologiques, chimiques et interfaciaux gouvernant les performances et la durabilité des batteries de nouvelle génération (notamment : batteries tout-solide, de haute puissance et systèmes post-Li-ion).

À mi-parcours, OPENSTORM a permis des avancées significatives dans le développement de cellules électrochimiques innovantes compatibles avec des techniques de diffraction, d’imagerie et de spectroscopies avancées, ainsi que dans la mise en œuvre d’approches multimodales et corrélatives via la construction de workflows. Plusieurs preuves de concept ont été démontrées, notamment pour des études operando sous pression, en température, et avec résolution spatiale, aussi bien sur batteries lithium-ion que sodium-ion et tout-solide. Les couplages chemomécaniques et les hétérogénéités d’états de charge sont étudiés de l’échelle particule (diffraction microLaue, nanotomographie) à l’échelle composant et cellule (radiographie neutronique, tomographie X, RMN, faisceau d’ions, etc.).

Les travaux ont également conduit à la mise en place d’interactions renforcées entre laboratoires académiques et grands instruments (synchrotron/neutrons) via des projets spécifiques, avec notamment un programme stratégique proposé au synchrotron SOLEIL et un partenariat avec le European Battery Hub (ESRF, Grenoble). Les résultats scientifiques d’Openstorm ont été présentés dans des conférences internationales et ont donné lieu à la publication d’articles dans des revues à fort impact. La trajectoire scientifique du projet est pleinement alignée avec les objectifs initiaux, malgré des retards liés au recrutement des personnels financés, à la construction des échanges avec les acteurs « matériaux » pour définir des workflows, et à la disponibilité instrumentale dans certains cas.