Transports électriques: voitures, vélos, transports collectifs, avions...Batterie Lithium Soufre

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Christophe
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Batterie Lithium Soufre

Message non lupar Christophe » 04/12/13, 09:29

Bonjour à tous

Les chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory aux États-Unis viennent de démontrer des améliorations importantes des propriétés des batteries Lithium-soufre.

Le potentiel de cette nouvelle chimie de batterie est particulièrement intéressant du fait qu’on peut stocker jusqu’à 3 fois plus d’énergie électrique qu’une batterie Li-ion conventionnelle. Le problème est que ces batteries se dégradent rapidement et leur cyclage (nombre de cycles de recharges) se limitait à 300 cycles environ.

Or, les chercheurs californiens ont mis au point une batterie Li-soufre dont la capacité passe de 500 Wh/kg initialement et conserve 300 Wh/kg après 1000 recharges, alors que les batteries Li-ion sur le marché ont des capacités de 100 Wh à 200 Wh/kg. C’est donc dire, en gros, que ces batteries expérimentales Li-soufre passe de 3 fois la capacité des batteries Li-ion actuelles au début de son utilisation à 2 fois après 1000 cycles de recharge.

Pour une voiture qui roulerait 20 000 km par année et dont la batterie pourrait donner une autonomie de 200 km, on n’aurait besoin que de 125 recharges environ dans une année, soit 8 ans pour atteindre 1000 recharges. On n’est pas loin d’une batterie fonctionnelle. Il faudrait atteindre le 1 500 cycles de recharge avant de descendre en bas de 300 Wh/kg de capacité, et on serait en voiture.

Voir http://chargedevs.com/newswire/research ... chemistry/

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On ne sait pas encore toutefois si on peut recharger ces batteries rapidement et si elles peuvent endurer nos froids hivernaux.

Des batteries deux à trois fois plus légères à un prix compétitif, voila ce que ces nouvelles batteries représentent si elles atteignent le stade commercial.


Bien cordialement

Pierre Langlois, Ph.D., physicien
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elephant
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Message non lupar elephant » 04/12/13, 11:57

Pourquoi faire souffrir ce pauvre lithium ?

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citro
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Message non lupar citro » 04/12/13, 12:40

Le lithium souffre fait partie des nombreux couples électrochimiques qui sont expérimentés pour augmenter les densités énergétiques des batteries.

Aujourd'hui, nul ne peut prédire quelle technologie sera majoritaire demain ou si une multitude de technologies cohabiteront.

Je suis sen train de remplacer les éléments NiCd d'une de mes voitures par des éléments LiFePo4 que le fabricant désigne sous l'appellation Lithium Yttrium...

J'ai fait ce choix pour des questions de disponibilité sur le marché et de rapport qualité/prix (environ 300€/kWh)... L'avenir dira si c'était un bon choix.
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grelinette
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Message non lupar grelinette » 04/12/13, 13:12

Ce comparatif explicatif des différentes technologies de batteries n'est certes pas exhaustif mais déjà intéressant : http://www.ozo-vehiculeselectriques.com ... lectriques

Plus de détails sur les batteries lithium : http://www.ozo-vehiculeselectriques.com ... lectriques

Quelqu'un a peut-être un comparatif encore plus complet, sans être trop technique ?
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Message non lupar citro » 04/12/13, 13:34

Merci pour le lien grelinette 8)
Le tableau est clair et les valeurs ne sont pas gonflées.
J'aurais presque tendance à les trouver pessimistes.
Si l'on prend en compte tous les accessoires de la batterie (coffre, connectique, BMS) je pense que c'est plutôt réaliste.
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Re: Batterie Lithium Soufre

Message non lupar Christophe » 24/05/17, 13:59

Une batterie lithium-soufre, avec du graphène et des nanotubes de carbone, stocke 3 fois plus d’énergie

Le 18 mai 2017, une équipe de chercheurs de l’Université Rice à Houston, dirigée par le professeur James Tour, a annoncé qu’ils avaient mis au point un prototype de batterie Li-ion capable de stocker trois fois plus d’énergie que les batteries Li-ion commerciales, tout en conservant 80 % de sa capacité de stockage après 500 cycles de recharge! Normalement, les gains importants sur la densité d’énergie des batteries Li-ion se traduisent par une courte durée de vie, de quelques dizaines de cycles de recharge, d’où le caractère prometteur de cette nouvelle technologie.

Pour fixer les idées, en supposant une batterie de 100 kWh (environ 500 km d’autonomie pour une voiture électrique) et un kilométrage annuel de 20 000 km, une telle batterie ne sera rechargée qu’une cinquantaine de fois dans une année. Donc, 500 cycles de recharge correspondent, dans ce cas, à une dizaine d’années d’utilisation, au bout desquelles la batterie afficherait une capacité de 80 kWh et une autonomie de 400 km. Toutefois, puisque cette batterie serait trois fois plus légère que les batteries utilisées par Tesla présentement, rien n’empêche de doubler sa capacité à 200 kWh, et aboutir à 160 kWh au bout de 10 ans, avec une autonomie qui passerait de 1000 km à 800 km sur cette période. Sans compter qu’une telle batterie de 200 kWh serait 33% plus légère que les batteries actuelles de 100 kWh de la Model S 100D de Tesla. Voilà ce que signifie cette découverte importante des chercheurs de l’Université Rice, qui ont publié leurs résultats dans un article de la revue ACS Nano, de l’American Chemical Society, daté du 16 mai 2017.

Pour augmenter la densité d’énergie des batteries Li-ion, il faut mettre de côté le graphite qui compose l’anode. Ce matériau, composé de feuillets empilés d’atomes de carbone, a pratiquement atteint ses limites de capacité de stockage d’énergie. Afin d’aller plus loin, l’équipe du professeur Tour a mis au point une nouvelle anode, composée d’une forêt de nanotubes de carbones liés à une couche de graphène (structure hexagonale d’atomes de carbones formant une feuille d’un atome d’épaisseur). La couche de graphène est déposée à la surface d’une mince feuille de cuivre. Voici l’agencement des atomes de carbone sur la nouvelle anode, selon une illustration du groupe de James Tour (Université Rice).*


La suite: http://roulezelectrique.com/une-batteri ... -denergie/
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Re: Batterie Lithium Soufre

Message non lupar chatelot16 » 24/05/17, 15:00

la batterie lithium souffre ne souffre jamais du froid : elle doit etre chauffé en permanence ! le probleme est que ce chauffage consomme de l'energie en permanence même si on ne l'utilise pas : bon pour usage intensif ... mauvais pour usage occasionnel

enfin de toute façon vu le prix de toutes les batterie elle ne peuvent se rentaabiliser que pour un usage regulier et bien planifié

les batterie ça s'use trop vite si on s'en sert trop fort ... ça s'use si on ne s'en sert pas assez ... ça n'est jamais content

tient ça me rapelle que le nom de la voiture electrique qui a batu un recorde de vitesse en 1899 c' était deja " la jamais contente "
https://fr.wikipedia.org/wiki/La_Jamais_contente
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Re: Batterie Lithium Soufre

Message non lupar grelinette » 24/05/17, 15:14

Christophe a écrit :
Une batterie lithium-soufre, avec du graphène et des nanotubes de carbone, stocke 3 fois plus d’énergie

Le 18 mai 2017, une équipe de chercheurs de l’Université Rice à Houston, dirigée par le professeur James Tour, a annoncé qu’ils avaient mis au point un prototype de batterie Li-ion capable de stocker trois fois plus d’énergie que les batteries Li-ion commerciales, tout en conservant 80 % de sa capacité de stockage après 500 cycles de recharge! Normalement, les gains importants sur la densité d’énergie des batteries Li-ion se traduisent par une courte durée de vie, de quelques dizaines de cycles de recharge, d’où le caractère prometteur de cette nouvelle technologie.
[...]


La suite: http://roulezelectrique.com/une-batteri ... -denergie/

Chaque année il y a plusieurs annonces prometteuses de nouvelles technologies de batteries plus performantes que celles qui sont actuellement commercialisées, et d'ailleurs on en parle régulièrement sur ce site.

Mon côté pessimiste me fait dire qu'on risque de retomber dans les mêmes travers qu'avec le pétrole, à savoir que le marketing et les enjeux économiques feront que les industriels vont garder une nouvelle technologie de batterie plus performante sous le coude pour continuer à extraire le maximum de profit des vieilles technologies qui génèrent encore quelques bénéfices.

Certes la R&D coute cher et il faut en amortir les frais et investissements, mais les lobbies et les actionnaires privilégient d'abord l'argent qui coule au jour le jour.

Bref, à mon avis, à part un choc similaire au choc pétrolier qui va toucher les métaux rares et obliger à réagir, on va encore longtemps rester sur la technologie basique de la batterie Lithium.
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Re: Batterie Lithium Soufre

Message non lupar Christophe » 25/05/17, 10:25

grelinette a écrit :Mon côté pessimiste me fait dire qu'on risque de retomber dans les mêmes travers qu'avec le pétrole, à savoir que le marketing et les enjeux économiques feront que les industriels vont garder une nouvelle technologie de batterie plus performante sous le coude pour continuer à extraire le maximum de profit des vieilles technologies qui génèrent encore quelques bénéfices.

Certes la R&D coute cher et il faut en amortir les frais et investissements, mais les lobbies et les actionnaires privilégient d'abord l'argent qui coule au jour le jour.


Il y a du vrai dans tout cela mais la technologie lithium commercialisée évolue, la preuve en pratique avec 2 batteries que j'ai sous la main:

a) Batterie Lithium (air je présume ?) de mon VAE acheté en 2009: 240Wh pour 2.1kg soit 114 Wh/kg
b) Batterie Lithium Polymère de modélisme achetée fin 2016: 22.2V*12Ah = 260 Wh pour 1.25 kg soit 208 Wh/kg soit quasi le double...


Donc cela progresse concrètement...même si on (les éconologues) aimerait que cela aille plus vite...
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Re: Batterie Lithium Soufre

Message non lupar moinsdewatt » 20/01/19, 20:52

Lisa : un projet européen pour le développement de batteries lithium-soufre

24 déc 2018

Embarquant 13 partenaires – divers instituts de recherche et industriels dont Renault -, le projet Lisa (Lithium Sulfur for Safe Electrification), doté d’une enveloppe de 7,9 millions d’euros, démarre au 1er janvier 2019 afin de mettre au point une batterie de traction lithium-soufre pour la mobilité électrique.

Electrolyte solide non inflammable
Le programme dont le planning devrait s’étaler sur 43 mois a pour objectif de développer au plus vite une nouvelle batterie pour une électrification sûre de la mobilité.

Il s’agit de s’affranchir des limites et des points noirs associés à la chimie lithium-ion. La solution lithium-soufre, sans matière première critique, permettra aux véhicules électriques de disposer d’une autonomie supérieure avec des accumulateurs plus sûrs à l’exploitation, se rechargeant plus rapidement, le tout avec un coût de production moindre.

Ce qui rend ces cellules (20 Ah) moins dangereuses, c’est leur électrolyte solide non inflammable.

Chimie prometteuse
Les partenaires du projet Lisa devront également évaluer l’aspect durable de telles batteries, aussi bien d’un point de vue environnemental qu’économique.

Si les prototypes cellulaires Li-S apparaissent déjà 2 fois moins lourds que leurs équivalents lithium-ion, ils n’atteignent encore que 10% de la densité énergétique théorique du soufre : 250-300 Wh/kg contre 2.600 Wh/kg. Il semblerait qu’en améliorant les matériaux, les composants et la fabrication, on puisse rapidement dépasser le seuil de 600 Wh/kg.

Véhicules légers et lourds
Avec un encombrement moindre, les packs lithium-soufre disposeront d’une bien meilleure capacité. Ce résultat pousse les 13 partenaires engagés à imaginer son exploitation dans les véhicules lourds, et notamment dans les cars et bus.

Ils estiment par ailleurs que leurs travaux devraient également servir à améliorer d’autres types de cellules, et en particulier celles composant les batteries lithium-ion.

https://www.google.com/amp/s/www.automo ... soufre/amp
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