Une nouvelle avancée a été présentée dans le domaine des batteries au lithium. Un nouveau matériau mis au point par le MIT permet d’effectuer une recharge en à peine quelques secondes, contre plusieurs heures actuellement.
Cette avancée technologique pourrait être appliquée aux véhicules électriques, estime l’équipe du professeur Ceder, même si cette solution serait limitée par la faible puissance dont disposent les particuliers. Ils imaginent qu’elle pourrait être mise sur le marché d’ici 2 à 3 ans.
Les piles au lithium ont de très hautes densités d’énergie. La contrepartie est leur faible puissance. Leur processus de charge et décharge est donc lent.
Pourquoi cette lenteur ? Traditionnellement, les scientifiques ont considéré que les ions de lithium, responsables avec les électrons du transport de charge dans la batterie, se déplacent simplement trop lentement à travers la matière.
Mais il y a environ 5 ans, Le professeur Ceder et son équipe ont fait une découverte surprenante : les calculs réalisés sur une batterie au lithium à phosphate de fer ont mis en évidence que les ions de lithium se déplaçaient en réalité très rapidement. "Si le transport des ions de lithium se fait si vite, c’est qu’autre chose devait poser problème", explique Ceder.
D’autres calculs ont montré que les ions lithium peuvent en effet se déplacer très rapidement à travers un matériau, mais seulement par le biais de tunnels accessibles à partir de sa surface. Si un ion de lithium à la surface se trouve directement en face de l’entrée d’un tunnel, il parcourt de façon efficace le tunnel. Mais si l’ion n’est pas directement en face, il se voit empêché d’atteindre l’entrée du tunnel, car il ne peut se déplacer pour la rejoindre.
Les chercheurs ont trouvé le moyen de contourner le problème, en créant une nouvelle structure de surface, qui autorise les ions de lithium à se déplacer rapidement autour du matériau. Les chercheurs comparent cela à une rocade urbaine : quand un ion voyage le long de cette voie, il est immédiatement détourné à l’intérieur d’un tunnel quand il en rencontre un.
Grâce à leur nouvelle technique de traitement, une pile peut ainsi être entièrement chargée ou déchargée en 10 à 20 secondes (contre 6 minutes pour une batterie équivalente non transformée).
Ceder ajoute que, contrairement à d’autres batteries, ce matériau ne se dégrade pas autant lorsqu’il sont chargés et déchargés à maintes reprises.
Grace à cette innovation, les batteries pourraient être plus petites et plus légères.
"La capacité de charge et de décharge des batteries en quelques secondes plutôt qu’en une heure pourrait ouvrir de nouveaux champs d’application technologiques et induire des changements de mode de vie", conclut Ceder.
Les résultats de leur recherche est publiée dans la revue Nature.
Internet, bureautique, géolocalisation et téléphonie… Google commence vraiment à faire peur.
Je pensais que le MIT était un des équivalents US de notre CNRS …………..
»…quelques secondes, contre plusieurs heures actuellement. » Très Bien ! Bonne continuation dans cette voie… A+ Salutations Guydegif(91)
Pour contrôler la charge et la décharge il faut utiliser les nanotubes de carbones sous forme d’une spirale –tunnel à plat d’une longueur et diamètre variables, contrôlé par un CPU et disposé à chaque extrémité de la pile, etc…
Recharger une batterie en quelques secondes, cela signifie un courant de charge de très forte intensité. En admettant qu’une telle vitesse soit possible, comment évite-t-on de faire fondre les lignes électriques?
Solution : En chargeant au préalable des batteries tampon « lambda » ! Sérieusement, avec une prise 16 A fonctionnant à 80 % de sa capacité max, on peut obtenir 3 kWh par heure, c’est à dire recharger une BATSCAP en un peu moins de 10 heures. Avec une 32 A (prise de four électrique), on descend à 5 heures. Si on veut recharger en 10 minutes, il faut une prise de 900 A. A la maison, ça va devenir difficile et même dans le quartier, il pourrait y avoir des problèmes !
Il y avait déjà plusieurs solutions pour recharger des batteries à 85/90% dans un temps de l’ordre de 5/10 minutes . Moins de 30 secondes, c’est un autre monde… S’il semble hors de question de le faire à domicile, par contre il y aurait un grand intérêt à réaliser des bornes publiques de recharge car si chaque voiture y reste connectée moins d’une minute, il n’est plus utile de multiplier en grand nombre celles-ci. Le concept choisi par PBP pourrait être menacé, car quel intérêt de changer la batterie si on peut la recharger en 30 secondes dans des endroits style « stations-service » ?… Intérêt aussi pour l’éolien qui a besoin d’un moyen de stockage pour absorber rapidement ses pics de production, or les batteries classiques sont limitées à un certain volume de kwh « absorbé » par unité de temps. Intérêt aussi de pouvoir relarguer rapidement un grand nombre de kwh sur un réseau. Entre le MIT et le concessionnaire vendant la voiture équipée de ces batteries il y aura quelques années au minimum. Mais on avance.
EDF aura à mettre à disposition quelques bloc d’alimentation en 380 la bolloré enmagasine 28kwh 4h de charge normalement 30 fois plus vite ce qui me parais plutot optimiste on arrive à 8mn rien d’extraordinaire pour eux au vu des puissance installé tout les jours (224 kva c’est le minimum prévu par edf pour l’instalation d’une entreprise)….. une bonne partie des charges ce faisant tranquillou le soir à la maison en heures creuses je ne crois pas avoir dis de connerie?
Tout ce que Ceder dit, c’est qu’il est peut être possible d’atteindre des régimes de décharge équivalents à une décharge complète en 10secondes (régime 360C). Il a trouvé un moyen de faire rentrer très vite le lithium dans LiFePO4. Mais ensuite ce lithium est apporté par l’électrolyte et on arrive vite à une limitation en diffusion du lithium dans celui ci. Interessant donc pour des pics de puissance dans le cas d’un véhicule hybride (pics de quelques secondes maxi). Dans le cas d’une recharge rapide, c’est l’électrode négative en graphite qui limite le processus, et il est difficile de faire une charge complète plus rapide que quelques minutes aujourd’hui.
je suis aller faire un tour sur le site de bolloré si j’ai bien compris ce qu’il y a écrie en dessous en 20 mn on pourrais les recharger ….(il faut effectivement que ça suive au bout de la prise et pour les cables dans la voiture comme on a pu le lire plus haut (de mémoire gosomodo 4A par mm²) j’ai l’imprssion qu’ils ont pas cherché à gagner du temps sur les delais de charge … ce qui à mon avis et un frein pour beaucoup d’acheteur potentiel de voiture électrique. si vous savez que vous pouvez partir loin et charger votre voiture sur la route sur le temps des poses. le probleme à l’air d’être plus sur le poids des éléments embarqué (section des cables et autre élément de puissance) que les batteries Caractéristiques électriques : Energie : 2,8 kWh Tension nominale : 31 V Plage de tension : 24 V – 40 V Capacité à C/3 : 90 Ah Puissance crête ( 30sec.) à 80 % de PdD : 8 kW Densité d’énergie massique, 110 Wh/kg volumique 110 Wh/l Caractéristiques générales : Volume : 25 litres Masse : 25 kg Bus de communication : CAN Caractéristiques thermiques : Température interne : 90°C Température ambiante : -20°C à + 60 °C
Améliorer le temps de recharge c’est bien mais on sait très bien que pour populariser les voitures c’est des stations de changement rapide de batteries dont on a besoin. En plus ça permettrait de créer une capacité tampon pour le réseau électrique.
Le fait qu’il faille quelques secondes pour recharger semble plutot concerner la petite électronique portable,comme les téléphonnes portables,les P.D.A. Les ordinateurs portables.Pour les voitures,je pense plutot à une heure et demi à deux heures,non à cause de ces batteries mais à cause de contraintes d’apport d’éléctricité par le réseau devant fournir de gros ampérages.Ce qui limite les possibilités comme le démontre bien Dan1 .
Le MIT Institut Technologique du Massachussets a Boston, c’est là que Sergey Brin et Larry Page ont développé Google, mais c’est une Université publique…
Il semble que les chercheurs ont travaillé sur un batterie lithium nickel oxydes de manganese qui actuellement à une forte densité énergètique mais une faible puissance. La puissance de cette batterie pourrait donc augmenter à l’avenir et peut-être que pour certaines applications on éviterait une coûteuse consommation de cobalt qui est actuellement le plus utilisé dans les batteries Li-ion. Sur le site du MIT, il est aussi précisé que des essais ont été fait sur des batteries au lithium-phosphate de fer.
Si cette innovation doit aboutir sur un produit industriel, je suis assez d’accord avec « Nys » pour y voir une application première dans les appareils nomades. Pour les batteries de véhicules électriques le recours à la moyenne tension (le 20 KV est banal dans l’industrie) via des bornes de recharges en stations-services me semble concevable. Même le câblage de la batterie (sans doute composée de plusieurs modules) ne me semble pas rédhibitoire. Au demeurant il devrait s’agir d’un mode de recharge d’urgence, tout le monde (particuliers, producteurs d’électricité et gestionnaires de réseau ayant intérêt à voir ces batteries se recharger de nuit et donc la capacité de recharge en 30 secondes à domicile n’a sans doute jamais été envisagée…
Apparemment ce type de batterie existe déjà au niveau industriel. On trouve par exemple une batterie de 2 kWh, 18 kg vendue 499 Euros pour des applications nautiques. Voir les sites suivants :
Foi de paysan, j’ai à la ferme une cuve à fioul… pour « recharger » mon tracteur au besoin ! Donc, un gros accumulateur, à charge lente, remplaçant la cuve à fioul… et tout l’électrique de la maison irait se servir là ! C’est pas sorcier !! Les stations à essence ont bien des grandes cuves, non! Côté « charge », pour les produits pétroliers, on remplit vite la cuve et on la vide lentement. En électrique c’est le contraire –