Des scientifiques de l’Institut Fraunhofer en Allemagne ont sélectionné la composition chimique idéale de l’électrolyte des batteries solides. Cette avancée dans la recherche ouvre la porte à leur industrialisation prochaine et à de gros progrès dans le domaine de la voiture électrique.
Pour beaucoup d’experts, la batterie dite « solide » constitue pour l’instant le plus grand espoir d’équiper à moyen terme nos voitures électriques de batteries moins chères, plus légères, plus sûres et d’une durée de vie plus longue. Leur particularité est d’utiliser un électrolyte solide en céramique au lieu des électrolytes liquides et inflammables employés dans les cellules lithium-ion actuelles.
L’électrolyte solide permet d’espérer des gains en densité d’énergie et de diminuer la dépendance en matières critiques telles que le cobalt.
Les batteries lithium-ion conventionnelles étant limitées en température à 60°C, un autre enjeu de la batterie tout solide est de repousser cette restriction afin de simplifier le système de refroidissement, qui fait partie des contraintes pour l’accélération de la vitesse de recharge.
L’intérêt de ces batteries solides est de pouvoir utiliser une anode très performante en lithium métal, ce qui n’est pas possible avec les électrolytes liquides actuels. Ceux-ci réagissent violemment avec le lithium métal et provoquent des dommages fatals.
Si cette technologie qu’on annonce depuis un certain temps déjà, n’est pas encore arrivée sur le marché, c’est que les chercheurs doivent encore résoudre un problème de taille : la faible conductivité ionique des matériaux envisagés pour la constitution de l’électrolyte en céramique. Or, pour permettre une charge rapide, il est essentiel que les ions lithium puissent traverser rapidement l’électrolyte. Dans le monde entier, des laboratoires travaillent donc à l’élaboration de nouveaux composés destinés à la fois aux électrodes et à l’électrolyte des futures batteries solides.
Des scientifiques de l’Institut Fraunhofer pour la mécanique des matériaux (IWM) basé à Fribourg en Allemagne, ont étudié les propriétés de céramiques constituées de sodium, de zirconium et de phosphore en proportions différentes. Ces céramiques appelées NZP sont dotées d’une conductivité ionique élevée car leur structure engendre des « chemins de migration » le long desquels les ions lithium peuvent se mouvoir facilement (illustrés par les bandelettes jaunes sur l’image ci-dessous).
En vue de sélectionner les composants chimiques idéaux pour l’électrolyte solide, les chercheurs n’ont pas seulement tenu compte de leur performance dans la batterie mais aussi de leur absence de toxicité et de leur abondance relative dans l’écorce terrestre.
Selon les scientifiques de l’Institut Fraunhofer, leur recherche a pu établir une composition chimique de l’électrolyte des batteries qui permettra de fabriquer des cellules plus sûres et plus performantes avec un moindre impact environnemental. « Les éléments chimiques qui composent les matériaux de l’électrolyte que nous avons étudié sont abondamment disponibles dans la croûte terrestre en Europe. Nous éviterons ainsi le besoin d’utiliser des métaux rares et coûteux ou en provenance de pays lointains » précise Daniel Mutter qui a dirigé l’équipe de chercheurs
Le résultat de leur étude a été publié dans le Journal of Applied Physics.
En savoir plus : Lien vers le communiqué
Et le graphène, société graphenano et batteries grabat, que sont ils devenus ? L’airbus de la batterie ne se préoccupe que du litium, pourquoi ? 250 Wh par kilo alors que grabat avait dépassé 1kWh par kilo, soit avec 100kg de grabat, 105 kWh sur une VolksWagen XL1 à 6,2 kW de puissance requise à 100 km/h stabilisés : 105/6,2 = 17 heures à 100 km/h, soit 1700 km d’autonomie, incroyable mais … possible d’après l’organisme de certification allemand T.U.V. et ceci, sans peinture pérovskite photovoltaïque sur le véhicule, car sinon, on frise les 2000 km. On recharge en cinq minutes et ça repart ! Pauvres pétroliers, qu’allaient vous faire de votre « CO2 liquide hydrocarburé « ? malgré quelques petites diversions, dispersions, dissuasions avec « l’hydrogène à base de pétrole relachant le CO2 dans la nature « mis en route, puis arrêté depuis les année 70, vous êtes foutus ! Fin programmée de cette crise du pétrole lancée autoritairement en 1967 et qui a provoqué le malheur de dizaines de millions d’européens du sud !
(American Institute of Physics) Un nouveau type de batterie combine une capacité négative et une résistance négative au sein de la même cellule, permettant à la cellule de se recharger sans perdre d’énergie, ce qui a des implications importantes pour le stockage à long terme et une puissance de sortie améliorée pour les batteries. Dans les revues de physique appliquée,
des chercheurs de l’Université de Porto et de l’Université du Texas à Austin rapportent fabriquer leur batterie très simple avec deux métaux différents, comme des électrodes et un électrolyte en verre au lithium ou au sodium entre eux. (EurekAlert)
Encore un article de qualité. Informatif, recapitulatif et qui permet de se faire une idée du degré d’avancement de la recherche. Ca change des brèves des constructeurs qui teasent un enieme concept ou un PHEV dont on se fout royalement. Et n’en déplaisent aux haters en commentaires, les Solid State Batteries sont sur le point de rentrer en production. Pas la peine de vous mettre en rogne en disant que c’est encore un effet d’annonce. Tesla annoncera ses propres résultats de recherches en avril. J’attends l’article de Bernard sur cette future annonce avec une impatience non dissimulée.
complément au sujet:
https://trustmyscience.com/nouveau-materiau-allonge-considerablement-autonomie-batteries-vehicules-electriques/?utm_source=mailpoet&utm_medium=email&utm_campaign=les-newsletter-total-derniers-articles_2
La recherche avance, mais la recherche c’est toujours trop lent pour les impatients: on découvre, on teste, on fait des prototypes avant de produire en série.
L’hydrogène on en parle depuis des décennies, ça viendra peut-être mais en attendant que de progrès pour les batteries. Une leaf ou zoe c’était encore 22 kw voici 5 ans, maintenant 50 ou 60 kw devient un standard pour les véhicules « standard » (en taille ,pas en pris) et encore plus pour les hauts de gamme.
Après il y a la kryptonite, mais seul superman en connait les pouvoirs.
Qu’ils cherchent, qu’ils cherchent et c’est pour bientôt, mais pour quand ? On est en droit de ce demander à qui bénéficie ce genre d’annonce et quel est son impact :
Est-ce un bien pour l’électromobilité et incite d’éventuels acheteurs de VE à y regarder de plus prêt et éventuellement passer le cap et c’est tout bon pour la transition énergétique
ou
Est-ce un mal qui incite les mêmes personnes à ce dire « les batteries ne sont pas encore prêtes, on va attendre encore » et c’est le carbone qui gagne.
Yes, vive le graphite de Fermont à titre de fabrication
Oh mollo les « cassandre ».
J’ai bien envie de vous renvoyer en 1976, avec la Dacia et ses batteries en plomb…
La science avance. Le but est d’être efficient du point de vue energétique mais aussi écologique
« …Cette avancée dans la recherche ouvre la porte à leur industrialisation prochaine et à de gros progrès dans le domaine de la voiture électrique…. » baaaa voyons, ca fait 20ans qu on nous la fait celle la ?!?!
cet article n a aucun intérêt !
Il semblerait que ce que beaucoup de gens « non spécialistes » attendent des nouvelles batteries, c’est de pouvoir recharger 800 km en 5 minutes (comme avec le pétrole), or batterie solide ou non, ce n’est pas pour tout de suite. Il faudrait pour cela pouvoir disposer de bornes de recharge de 2 ou 3 MW… et les contraintes ne sont pas que sur les batteries ! Ceci-dit, si on peut gagner en prix, en longévité, en impact environnemental… c’est bon quand même !
Une énième information sur nouvelle technologie de batterie… Le li-on souffre, gaphene, sodium, solide…etc… on voit quoi au final… du vent ! Ça fait pas loin de deux décennies qu’on rabâche la même chose.
A force de traîner dans leur recherche… on roulera pour beaucoup à l’hydrogène 😄 ou en Tesla eux on capté qu’il fallait améliorer déjà l’existant…
Allez j’arrête d’être pessimiste on y croit !
Pour 2050 ;)
Le Zirconium
« Production et réserves
Minerai
Son principal minerai, le zircon ZrSiO4 se présente quelquefois sous forme d’une pierre précieuse, l’hyacinthe. Il est généralement associé au titane et à l’hafnium. La teneur massique en hafnium est à peu près constante et égale à 2 %. Le zircon est un constituant des granites, il se concentre dans les sables issus de la décomposition du granite.
Production
La production mondiale de zircon est d’environ 1,25 million de tonnes par an. La Chine a une production significative qui lui permet d’alimenter son marché intérieur
Réserves
Les réserves sont estimées à 56 millions de tonnes, ce qui représente un peu plus de 40 ans de production au rythme de consommation actuel. Cependant, la consommation a crû en moyenne de 3,4 % par an sur la période 1990-2008, en raison notamment d’une forte croissance de la demande chinoise (17,2 % par an en moyenne). Deux pays, l’Australie et l’Afrique du Sud, se partagent les deux tiers de la production et des réserves. Les États-Unis, le Brésil, l’Inde et l’Ukraine ont aussi des réserves significatives. Le zirconium pose donc des problèmes d’une part dans le niveau des réserves, et d’autre part dans le déséquilibre de la répartition géographique des réserves »
Le jour où l’on en aura besoin il y a forte chance d’en trouver un peu partout comme le lithium.
Plus aussi facile à recycler qu’un électrolyte liquide. Je suis curieux de savoir comment cela est possible de recycler une céramique: il y a au moins un gros broyage préalable.
Plus facile à recharger, on est déjà entre 250 et 350 kW ce n’est pas le problème. Mais la densité et le poids bien sûr que cela est primordiale. Il y a aussi le nombre de cycles utilisables, l’obsolescence programmer non merci.
Maintenant que des milliards ont été investis dans les usines produisant les batteries lithium-ion, que les filières de recyclage se mettent en place,que de milliers de salariés ont été formés, ne risque-t-on pas de continuer sur cette technologie ?
Ce serait dommage, mais je crains qu.on assiste plutôt à un perfectionnement des batteries lithium-ion, comme on a perfectionné le moteur à explosion pendant un siècle.
J’espère me tromper.