(Compilation -démarrée trop tard, hélas- de promesses relatives à la longévité ou la charge de batteries ré-vo-lu-tion-nai-res, comme on en voit apparaître tous les mois. Mais pour l'instant il n'y a encore rien dans la rue ...)
06/2011 : Une nouvelle technologie révolutionnaire pour les batteries ?
Le principe de ces batteries est d’utiliser une architecture appelée semi-solid flow cell, dans laquelle des particules sont en suspension dans un liquide porteur (carrier liquid) et sont pompées dans le système. L’anode et la cathode, sont ainsi en fait formées de particules en suspension dans un liquide électrolyte. Les deux types de particules sont ensuite pompés à travers un système séparé par une fine membrane semi-poreuse. (...) Une compagnie a déjà été fondée pour utiliser la licence de cette technologie et la développer. Il s’agit de 24M Technologies qui a reçu un financement initial de 16 millions de dollars d’investisseurs privés et d’agence gouvernementales. > C’est le DARPA, l’agence gouvernementale de l’armée américaine et l’ARPA, agence pour la recherche de projets avancés, qui ont financé une partie des recherches initiales. Le but est maintenant, de développer et fabriquer un système fonctionnel pouvant remplacer les batteries actuelles. Pour cela, l’équipe de recherche dispose d’un délai de 3 ans…
Il semble que le délai de 3 ans est écoulé ...
04/2015 : Des chercheurs de l'université de Stanford présentent une batterie révolutionnaire aluminium-ion
Une équipe de chercheurs américains détaille dans la revue scientifique Nature un projet de batterie à base d'aluminium-ion. Il aurait le potentiel de remplacer les batteries lithium-ion utilisées dans des millions d'ordinateurs portables et de téléphones mobiles. Outre une recharge plus rapide, la nouvelle batterie est moins chère et plus sûre que les modèles actuels, parfois sujets à des risques de surchauffe et potentiellement inflammables.
Un peu plus récent, cet article de 2018 :
Les batteries aluminium-ion (Al-ion) présentent de grands avantages par rapport aux technologies existantes : des matériaux peu coûteux et ininflammables, et des anodes d’aluminium à haute capacité utilisant les propriétés d’oxydoréduction pour l’échange de trois électrons. Jusqu'à une période récente, cette batterie souffrait cependant des mauvaises performances de la cathode, à l'origine de la limitation de la capacité de l'accumulateur, mais aussi d'un courant maximal et d'un nombre de cycles de charge insuffisants. Comparé aux batteries Li-ion et aux supercondensateurs, ce procédé ne donnait pas satisfaction. C'était sans compter sur une équipe de recherche chinoise qui a réussi à apporter des améliorations significatives à cette technologie.
08/2015 : StoreDot veut recharger une voiture électrique en 5 minutes
Après les smartphones qu'elle promet de recharger en moins d'une minute, la start-up israélienne StoreDot veut adapter sa technologie de batterie bio-organique aux véhicules électriques. L'entreprise assure qu'il ne faudrait que cinq minutes pour charger sa batterie appelée FlashBattery qui offrirait une autonomie de 480 kilomètres. (...) La start-up estime que sa technologie pourrait être commercialisable à l'horizon 2020. (...) À l'origine, la technologie a été développée pour les smartphones.
Elle repose sur une nanostructure faite de matériaux bio-organiques qui augmentent la capacité des électrodes et les performances de l'électrolyte. Plus précisément, il s'agit de boîtes quantiques formées de nanocristaux de 2,1 nanomètres de diamètre fabriqués à partir de peptides de synthèse. Outre des performances hors normes, StoreDot vante également l'aspect écologique de son innovation qui substitue des composés organiques aux métaux lourds et toxiques actuellement employés dans les batteries lithium-ion ou au cadmium. Il y a un peu plus d'un an, l'entreprise dévoilait un prototype de batterie qui se rechargeait en 30 secondes. Elle se donnait alors deux à trois ans pour produire une batterie ayant le format et la capacité d'un modèle standard qui pourrait être chargée en 60 secondes.
4 ans plus tard, la société montrait un test de recharge à 100% en 5 minutes sur un scooter électrique. Aucune info sur le nb de recharges que la batterie est susceptible de tenir à ce rythme, ce n'est toujours qu'un démonstrateur. Mais bien sûr, les promesses sont toujours là :
Selon eux, d'ici 2022, ils seront capables de recharger un véhicule tel qu'un Jaguar i-Pace, une Audi E-Tron ou un Mercedes EQC en 5 minutes
05/2016 : une nouvelle batterie au lithium atteint 200 000 cycles
Par hasard, une étudiante californienne a découvert une méthode révolutionnaire pour allonger la durée de vie des batteries au lithium. La batterie d’un nouveau genre obtenue pourrait profiter à nos appareils, à commencer par les voitures électriques.
Trois ans plus tard, on trouve des articles de 2019 reprenant l'information (ici par ex), mais sans qu'il n'y ait eu de débouchés apparents.
10/2017 : Toshiba promet une voiture autonome rechargeable en 6 minutes
D’après Toshiba, ces batteries seront commercialisées vers « l’année fiscale 2019 ». La société nipponne avait commencé à vendre des batteries SCiB en 2008. Ces batteries pouvaient être rechargées à 90% en cinq minutes avec une durée de vie de dix ans.
Il y a une page Wikipedia, le principe date de 2005, mais début 2020 .... toujours pas de nouvelles sur le front.
11/2017 : Fisker - 800 km d'autonomie en une minute grâce à de nouvelles batteries ?
Les batteries "solides" offrent une meilleure densité énergétique et sont décrites comme plus sûres. Cela étant, cette technologie n'est pas suffisamment au point pour arriver sur le marché à court terme. Fisker estime que ses batteries seront prêtes à compter de 2023 pour les voitures.
Tout le monde bosse sur les batteries solid-state, on verra qui dégaine le premier. Toyota annonce un démonstrateur pour les JO de 2020 :
The problem is there isn't really a proper mass-production process for these kinds of batteries, and until a company sorts this out, they're still not ready for prime time. Terashi acknowledged this and said while the vehicle will debut at the 2020 Tokyo Olympics, a production vehicle won't be ready until the middle of next decade
Trois ans plus tard : Fisker abandonne son projet de « batterie solide » pour voiture électrique (Numerama, 02/2021)
Henrik Fisker résume son problème avec les batteries solides d’une manière qui pourrait résumer énormément d’aventures entrepreneuriales qui misent sur des budgets en recherche et développement conséquents. « Nous avons passé beaucoup de temps, plusieurs années, à faire de la recherche sur les batteries solides. Et c’est le genre de technologie où vous sentez que vous avez fait 90 % du travail, que vous y êtes presque, mais vous finissez par réaliser que les 10 % restants sont plus difficiles que les premiers 90 %. Vous ne pouviez cependant pas le savoir avant d’avoir fait ces premiers 90 % »
12/2017 : Batteries sodium-ion : la production de masse dès 2020
C'est en décembre 2015 que les chercheurs du CNRS et du CEA ont présenté un prototype de batterie sodium-ion au format industriel 18650. Le cylindre de 1,8 cm de diamètre pour 6,5 cm de hauteur affichant la particularité de troquer l'habituel lithium (un métal rare) par du sodium très abondant sur notre Terre. (....) Finalement, c'est la start-up Tiamat, spécialement créée pour l'occasion, qui annonce pouvoir produire cette batterie au sel à grande échelle d'ici 2020 (....) Tiamat évoque une batterie d'une durée de vie de plus de 10 ans et un temps de recharge divisé par 10
En novembre 2019, un article dit que Tiamat a passé le cap de l'industrialisation :
Si ces batteries ne sont pas compétitives en termes de densité d’énergie électrique (quantité d’énergie stockage par kilogramme), elles sont idéales pour des applications nécessitant une forte puissance et une charge rapide comme les vélos, les scooters et les trottinettes électriques, pour les robots industriels et l’outillage ou encore pour le stockage de l’électricité sur les réseaux. (....) Tiamat s’est allié à EasyLi pour intégrer ses batteries dans des trottinettes électriques. Les premiers véhicules équipés ont été présentés en mai 2018. (....) Ces démonstrateurs ont aussi permis de réaliser, fin 2018, une levée de fonds de 3,6 millions d’euros, auprès de plusieurs investisseurs (Finovam Gestion, Picardie Investissement et CNRS Innovation, filiale du CNRS et de Bpifrance pour assurer le transfert vers l’industrie de technologies innovantes). Un soutien qui permet à l’entreprise de programmer le lancement de la production de petites séries pour 2020 avec une commercialisation prévue dans toute l’Europe.
Ici on peut lire que le directeur de Tiamat ne manque pas d'ambition : « Nous voulons créer en France un Tesla de la batterie sodium-ion » :
Tiamat Energy a annoncé le 21 novembre son intention de construire la première ligne de production de batteries sodium-ion au monde, à Amiens et dès 2020. Entretien avec le directeur de cette entreprise fondée en 2017 dont la technologie est issue d'une initiative du CEA et du CNRS en 2012, Laurent Hubard, qui envisage déjà des « gigafactories » en France dès 2021 ou 2022 pour commercialiser ses batteries de puissance post-lithium. (...)
Quels sont les avantages des batteries sodium-ion par rapport au lithium-ion ?
Par rapport à une technologie lithium-ion de type NMC (pour Nickel Manganèse Cobalt), qui est généralement utilisée dans les véhicules électriques, le sodium-ion est plus robuste, plus sûr et fournit plus de puissance. Aujourd'hui, la densité de puissance d'une batterie sodium-ion atteint 1 à 5 kW/kg à la décharge, contre 0,5 à 1 kW/kg pour le lithium-ion. Du point de vue de la durée de vie, nous atteignons 4000 à 8000 cycles. Le lithium-ion est autour de 2000 cycles. Enfin, au niveau de la sécurité, les batteries sodium-ion chauffent moins. En revanche, les batteries lithium-ion dans les véhicules embarquent plus d'énergie : environ 230 Wh/kg contre 120 Wh/kg pour nos batteries. Mais nous progressons ! Nous n'étions qu'à 90 Wh/kg il y a deux ans et à 50 kWh/kg au tout début. Nous continuons à travailler sur cet aspect.
Il y a également l'aspect matériau...
Effectivement, les batteries lithium-ion de type NMC contiennent du cobalt. Cela pose des problèmes d'un point de vue sociétal et de gestion de la ressource dans la mesure où il est majoritairement extrait en République Démocratique du Congo et raffiné en Chine. Nos batteries sodium-ion n’en contiennent pas et utilisent des ressources moins localisées, et présentes en Europe. Elles sont composées de deux électrodes en aluminium. Sur l’une d’elles, nous déposons un matériau poly-anionique composé de sodium. Sur l’autre il y a du « hard carbon », qui est une forme de carbone moins dense que le graphite – utilisé avec le lithium-ion – et issue soit de matière végétale, soit de pétrole. Le graphite est issu d'activités minières en Chine.
08/2018 : Des chercheurs annoncent une batterie «liquide» pouvant se recharger en quelques secondes
Certains types de batteries à flux bénéficient d‘une densité d’énergie très élevée (plus de 1000 Wh par kg). Elles peuvent supporter plus de 10.000 cycles de charge sans effet mémoire. En outre elles ne souffrent quasiment d’aucun effet d’auto-décharge.
Une analyse de la techno à lire ici : Can Flow Batteries compete with Li-ion? (01/2019).
En voici la conclusion :
As you can see, there is lots to consider and it is not straight forward. To circle back to our original questions, do flow batteries have lower degradation than Li-ion batteries? It appears that in some cases, yes, they do, so long as they are designed and operated in a way that minimizes other contributors to degradation (but many more years of data is needed to prove this definitively). Are they safer? This also seems to be true, since a catastrophic flow battery failure would not likely cause a dangerous fire with the associated toxic gases that are seen in Li-ion failures, but DNV GL has never tested this. However, managing all the liquid electrolyte is much more difficult in flow batteries and if not contained properly will leak, which is not common in Li-ion systems. Finally, are flow batteries better for long-duration applications (>6 h)? The answer there is still up for debate. Li-ion systems can run for longer durations by adding more batteries (with the added benefit of more power, if desired), so it comes down to a cost comparison, and only time will tell if flow batteries will be able to keep up with the quickly falling costs seen in Li-ion batteries.
04/2019 : 1000 Wh/kg : une start-up suisse veut révolutionner la densité des batteries
Il s'agirait d'un bond technologique considérable si elle était commercialisée. La start-up Innolith annonce travailler sur un type de batterie capable de stocker 1000 Wh d'énergie par kilo. Une capacité cinq à sept fois plus élevée qu'aujourd'hui. Rouler sur un millier de kilomètres avec une seule charge en voiture électrique ? C’est peut-être pour bientôt, si Innolith parvient à élaborer et commercialiser sa batterie à électrolyte « inorganique ». Cette technologie utiliserait une forme de sodium solide plus stable que les électrolytes actuels, évitant ainsi les risques d’incendie et d’emballement thermique. Encore en phase de développement selon la société, l’invention pourrait être mise en production d’ici trois à cinq ans.
Wait and see ...
07/2019 : Les promesses miraculeuses des batteries aluminium-air
La technologie n'est pas neuve, mais sa commercialisation à grande échelle s'est longtemps heurtée à des complexités techniques liées à l'électrolyte utilisé. Trevor Jackson a fini par trouver une solution au début des années 2000 –il se bat depuis pour faire vivre, sur un plan industriel, ses trouvailles. (...) En pratique, ça donne quoi? À en croire Jackson, la technologie aluminium-air et sa haute densité énergétique permettraient de faire rouler une voiture pendant plus de 2.400 kilomètres, sans émission de CO2 et avec un coût annoncé très faible (0,09 euro au kilomètre). Les batteries elles-mêmes seraient très abordables, avec un prix de 90 euros par kWh –ce que les unités li-ion actuelles n'atteindront que d'ici cinq ans. Et le rechargement? Il n'y en a pas: le système envisagé est celui d'un remplacement de la batterie vide par une pleine, en 90 secondes seulement, la cellule usagée étant redirigée vers un réseau de valorisation. Le seul déchet produit par ce type d'accumulateur est l'hydroxyde d'aluminium, qui peut aisément être intégrée dans le circuit de recyclage.
01/2020 : Demain, des téléphones qui tiennent cinq jours
Imaginez un smartphone dont la batterie dure cinq jours consécutifs, ou encore une voiture électrique capable de faire plus de 1000 km sans être rechargée. C'est ce que promettent des chercheurs de l'Université Monash, à Melbourne en Australie, qui indiquent avoir développé un nouveau type de batterie lithium-soufre (Li-S) "la plus efficace au monde".
(...)
Conscient du potentiel lucratif de leur découverte, les scientifiques ont d'ailleurs déposé, dès 2019, le brevet du processus de fabrication. Les premiers prototypes ont été fabriqués avec succès par le Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology, en Allemagne. "De grands fabricants chinois et européens ont exprimé leur intérêt pour une production à grande échelle", indique encore le communiqué publié par l'Université australienne. Des essais supplémentaires doivent désormais se dérouler en Australie en ce début d'année 2020.
02/2020 : Enevate annonce une révolution dans les technologies de batterie
L’entreprise californienne Enevate annonce la commercialisation prochaine d’une nouvelle génération de cellules lithium-ion très performantes. Plus légères que celles qui sont actuellement utilisées, elles devraient permettre de charger 75 % de la capacité d’une batterie en 5 minutes. Elles pourront être produites en grande quantité sur les lignes de fabrication existantes ce qui devrait accélérer leur adoption par les constructeurs. Le communiqué de la startup précise que cette nouvelle technologie devrait permettre « une charge extrêmement rapide » : 5 minutes pour 390 kilomètres d’autonomie. Ces cellules seraient dotées d’une densité d’énergie de 800 Wh/L et 340 Wh/kg et leur coût serait inférieur à celui des cellules lithium-ion conventionnelles. A titre de comparaison, les batteries actuellement utilisées dans les véhicules électriques ont une densité de 500 à 600Wh/L. La particularité de cette innovation serait d’utiliser une anode en silicium au lieu du graphite employé dans les cellules traditionnelles. La société promet ce type de charge rapide depuis quelque temps déjà, mais c’est la première fois qu’elle cite des chiffres concrets.
