La course à la performance de la batterie lithium ion

20 octobre 2021
batterie lithium ion

 

A l’ère de l’avènement de la batterie lithium ion, le temps de recharge et l’autonomie sont les références les plus importantes pour définir la rentabilité d’une batterie de véhicule électrique.

Nous souhaitons tous posséder un véhicule électrique en raison de leur caractère non polluant. Le fait est que cette envie à la fâcheuse tendance à disparaître au vu de l’autonomie sur de longs trajets ou du temps de chargement de 30 minutes dans un service de région.

C’est une vraie course à la performance qui a été lancée pour contrer cette problématique. Cet engouement est motivé par le fait que celui qui construira ce type de batterie lithium ion sera potentiellement le premier fournisseur de nombreux grands groupes.

 

La performance et l’autonomie de la batterie lithium ion, une course de fond

 

Un exemple remarquable

Une des premières grandes avancées dans la recherche de développement de la batterie lithium ion prend sa source en 2012 en Estonie. La compagnie Skeleton Technologies, spécialisée dans le domaine des transports publics/privés et des énergies renouvelables, propose son modèle de batterie lithium ion basé sur l’utilisation du graphène.

Ils sont venus à cette conclusion en s’inspirant des supercondensateurs. Ces derniers se présentent comme étant très compatible avec la batterie lithium ion. Ils ont la fonction d’appui, notamment lors de fortes sollicitions par les véhicules électriques.

Ce type de batterie ne peut être considéré comme un substitut par sa densité en énergie (60 Wh/Kg)  à la batterie lithium ion (200 Wh/kg). Certes plus endurantes, elles nécessitent un temps de chargement extrêmement long. Ce n’est qu’à une température de 240°C que la batterie lithium graphène déploie tout son potentiel. 

Capable de se recharger en 15 secondes et en mesure de supporter des centaines de milliers de cycles de charges. Cela lui permettrai d’avoir une durée de vie beaucoup plus longue, une dizaine d’année pour être précis. 

Son modèle d’utilisation reste limité et peu adapté à nos véhicules actuels mais a un potentiel qui défie la performance de la batterie lithium actuelle. 

 

Une variation de la batterie lithium ion prometteuse 

Nous pouvons relever une autre avancée dans l’optimisation de la batterie lithium ion en 2014 dans une université à Singapour. Une équipe de l’université technologique de Nanyang a créé un nouveau type de batterie lithium ion en remplaçant le graphite de l’anode par du dioxyde de titane. Ce procédé a permis de réduire drastiquement le temps de recharge. 

 

Et de nos jours?

Nous pouvons nous focaliser sur l’entreprise  allemande Mahle qui, en collaboration avec le constructeur de batteries Allotrope Energy, a développé un nouveau système de batterie lithium carbon. Combiné à la densité énergétique naturellement plus élevée de la batterie lithium ion, cette batterie lithium carbone peut offrir un taux de recharge rapide allant jusqu’à 20 KW.

Le système est basé sur une anode tournant à grande vitesse dans la batterie lithium ion combinée à une cathode et séparé par une électrolyte organique. Cela correspond à un supercondensateur de poche rechargeable. 

D’après une analyse réalisée sur une moto électrique utilisant une batterie classique de 500 Wh, la recharge complète se ferait en seulement 90 secondes. 

D’un point de vue écologique, cela présente aussi des avantages vu que la batterie lithium carbone n’utiliserait pas de matériaux dits rares et est facilement recyclable. Elle ne présente pas de surchauffes naturelles dûs aux emballements thermiques pouvant provoquer sa surchauffe. C’est un projet plus que prometteur qui donne une directive sur l’avenir des batteries électriques.

Nous observons des projets toujours plus innovants à mesure que les travaux de recherches progressent. Des promesses d’autonomie encore plus spectaculaire, des temps de rechargement encore plus rapides, une longévité sans précédents ou un impact écologique quasi nul.

Cependant ces projets doivent être applicables dans notre vie quotidienne et surtout être capables d’être développés à grande échelle. Cette concentration de recherche autour de la batterie lithium ion indique bel et bien le potentiel qu’elle représente et qu’elle fera assurément partie des modes de réserves d’énergie du futur.