L'IREQ et la super batterie chargée en 5 min et 30k cycles?

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Christophe
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L'IREQ et la super batterie chargée en 5 min et 30k cycles?




par Christophe » 01/12/10, 16:20

Cette info devrait en étonner plus d'un, à commencer par Macro...espérons que la réalité suive les promesses!!

Bonjour à tous

Pour votre information, au 21e Congrès mondial de l’énergie de Montréal, qui s’est tenu du 12 au 16 septembre 2010, il y avait en démonstration un petit véhicule électrique équipé avec les superbatteries de l’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ). Mais, ce qui a étonné bien des gens c’est la rapidité avec laquelle le chargeur rapide pouvait remplir la batterie: en 5 minutes seulement. Voici une photo de ce véhicule qu’on retrouve dans un article des chercheurs de l’IREQ devant paraître bientôt dans la revue spécialisé «Journal of Power Sources».

Image

Dans cet article du docteur K. Zaghib (l’inventeur principal) et de ses collègues., intitulé

«Safe and fast-charging Li-ion battery with long shelf life for power applications» on retrouve également les deux graphiques suivants, qui illustrent le très grand nombre de cycles de recharge qu’on peut effectuer avec les superbatteries au titanate de lithium et au phosphate de fer de l’IREQ, pour des vitesses de recharges respectives de 6 minutes et 4 minutes.

Image

Le premier graphique représente les tests effectués en rechargeant les batteries complètement en 6 minutes (10C : 60 min./10 = 6 min.) et en les déchargeant complètement en 12 minutes (5C: 60 min./5 = 12 min.). On constate qu’il n’y a pas de perte de capacité des batteries après 20 000 cycles !!!

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Le deuxième graphique représente les tests effectués en rechargeant les batteries complètement en 4 minutes (15C : 60 min./15 = 4 min.) et en les déchargeant complètement en 12 minutes (5C: 60 min./5 = 12 min.). On constate qu’à cette vitesse de recharge il y a une perte de capacité des batteries d’à peine 8% après 30 000 cycles !!!

Or, la durée de vie des batteries (en cyclage) est calculée en prenant de nombre de cycles requis pour que la batterie ait perdue 20% de sa capacité. On devrait donc s’attendre, en principe, à ce que la durée de vie en rechargeant en 6 minutes atteigne 100 000 cycles, alors qu’en rechargeant en 4 minutes on devrait dépasser les 60 000 cycles avant que la batterie n’ait perdu 20% de sa capacité !!!

C’est une durée de vie en cyclage au moins 10 fois supérieure à tout ce qui se fait sur la planète!!! C’est 20 recharges par jour pendant plus de 13 ans.

La batterie idéale pour les autobus électriques biberonnés.

Pour ceux d’entre vous qui ont plus de connaissances scientifiques, j’ai joint à ce courriel un pdf de l’article de Karim Zaghib et ses collègues.


Bien cordialement

Pierre Langlois, Ph.D.
Physicien: consultant / auteur



.pdf pour les détails: https://www.econologie.info/share/partag ... JBBQGb.pdf

Un sujet de 2006 s'intéressait déjà à la question des batterie à charge ultra rapide: https://www.econologie.com/forums/nano-techn ... t2501.html

Je n'ai pas encore lu le .pdf
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Gaston
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par Gaston » 01/12/10, 16:37

Si ça se concrétise, ce sera un grand pas en avant.

Il ne restera "plus" qu'à résoudre le problème de l'infrastructure.

En effet, recharger une batterie de 10KWh en 6 minutes demande un chargeur de (plus de) 100 kW, soit une alimentation électrique digne d'une petite usine.
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bernardd
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par bernardd » 01/12/10, 16:45

Merci, super information. Et je suis étonné que l'article donne quasiment la recette pour fabriquer cette batterie : c'était le vrai obstacle que je voyais aux batteries actuelles, leur aspect propriétaire.

Il a y un autre point très important dans cet article :
The winning element at present time is LiFePO4 for power batteries to be used for transportation applications where the safety issues are crucial, because it is the only positive electrode so far that can pass all of the safety tests, namely nail and rod penetration test and short-circuit tests.


Ce qui sous-entend que les autres batteries LiIon ne passent pas les tests actuels de sécurité pour l'utilisation en voiture.


On n'est pas obligé de les charger vite. Le problème est seulement le prix, pour stocker de l'électricité renouvelable à la maison. Mais ces batteries semblant faciles à produire et avec une longue durée de vie.

Si c'est vrai, c'est une clef essentielle pour le développement du photovoltaique en production domestique répartie.
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par Alain G » 01/12/10, 17:09

Ces batteries semblent prometteuses mais le seul "hic" est le 67.5 Wh/kg, donc un poids assez élevé par rapport à la puissance.

593 kg pour une réserve de 40 kw/h! :shock:

Par contre la possibilté de récupération au freinage est presque total sans surchauffer la batterie contrairement aux batteries actuelles!


En résumé, c'est quand même très prometteur vu la décharge profonde qui n'affecte pas la durée. :mrgreen:


Ça renvoi les super condo aux oubliettes! 8)
Dernière édition par Alain G le 01/12/10, 17:10, édité 1 fois.
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par bernardd » 01/12/10, 17:10

Un autre point intéressant : ces batteries supportent une décharge complète, ce qui a été le cas lors de tous les tests de vieillissement :
Page 10 :
Note that full depth of discharge (DOD) has been achieved for each cycle in all these experiments. This is to our knowledge a breakthrough in the performance of Li-ion batteries since their poor cycling life was considered as a major defect.


Ce rapport est très intéressant car il lève quelques lièvres aussi :

Le produit utilisé actuellement pour "mouler" les électrodes est toxique :
In addition, a binder such as PVdF that is soluble only in a solvent is dangerous to humans and the environment.


Il confirme le caractère dangereux des batteries Liion actuelles qui bloquait leur commercialisation en masse :
Page 10 :
During the transportation tests performed on these batteries, no flame and no smoke have been detected, and the maximum temperature that has been reached is 72 °C. For comparison, in the same tests, the LiCoO2//graphite 18650-cell goes on fire with heavy smoke, the temperature reaching 350 °C. LiMn2O4//graphite cells also go on fire in the short circuit test.
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par chatelot16 » 01/12/10, 17:14

bof ... j'esperait un nouveau type de batterie , surtout quand tu disait que la realisation enetait bien decrite , mais ca reste du lithium , avec le danger d'explosion jamais 100% ecarté ... donc vraiment hors de porté de fabrication par n'importe qui

pour le biberonage , il y a l'inversion pure et simple d'un bloc de batterie : ca donne satisfaction avec les bonne vieille batterie au plomb

les recharges tres rapide ne valent rien pour le rendement energetique d'une batterie : grosse perte de tension dans la resistance des element

pour les vehicule de particulier , le vehicule pourait avoir 2 batterie !
1) la batterie principale propre au vehicule
2) la batterie interchangable , plus petite , commune a un grand nombre de voiture , que l'on poura echanger rapidement contre une pleine dans les station service
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par chatelot16 » 01/12/10, 17:20

bernardd a écrit :On n'est pas obligé de les charger vite. Le problème est seulement le prix, pour stocker de l'électricité renouvelable à la maison. Mais ces batteries semblant faciles à produire et avec une longue durée de vie.

Si c'est vrai, c'est une clef essentielle pour le développement du photovoltaique en production domestique répartie.


a la maison stocke donc avec de l'air comprimé !
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par bernardd » 01/12/10, 17:24

chatelot16 a écrit :a la maison stocke donc avec de l'air comprimé !


C'est la première technologie de batterie que je vois qui semble avoir une durée de vie compatible avec une installation de stockage fixe.

Mais aucune info sur son autodécharge ou son efficacité de cycle, surtout à fort courant pour une charge rapide.

Ni sur son prix.
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par chatelot16 » 01/12/10, 17:52

a fort courant le rendement total est forcement mauvais : a fort courant c'est deja un exploi de ne pas peter !

pour les batterie classique la batterie au plomb a le meilleur rendement ! et plus la batterie est grosse plus le rendement est bon puisque le courant partagé dans une plus grande surface fait des chute de tension plus faible

l'auto decharge d'une batterie au plomb de grande capacité peut etre volontairement reduite en diminuant la concentration de l'electrolyte

on peut aussi mettre des batterie pleine en reserve longue duré en remplacant l'acide par de l'eau distillé

le plomb est eternel , la batterie ne l'est pas mais est tellement facile a fabriquer , qu'un atelier de recyclage des batterie doit faire partie d'un projet de stockage au plomb

il faut evidement des batterie facilement demontable ... pas les truc en plastic soudé actuel
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par Alain G » 01/12/10, 18:36

chatelot16 a écrit :a fort courant le rendement total est forcement mauvais : a fort courant c'est deja un exploi de ne pas peter !

pour les batterie classique la batterie au plomb a le meilleur rendement ! et plus la batterie est grosse plus le rendement est bon puisque le courant partagé dans une plus grande surface fait des chute de tension plus faible

l'auto decharge d'une batterie au plomb de grande capacité peut etre volontairement reduite en diminuant la concentration de l'electrolyte

on peut aussi mettre des batterie pleine en reserve longue duré en remplacant l'acide par de l'eau distillé

le plomb est eternel , la batterie ne l'est pas mais est tellement facile a fabriquer , qu'un atelier de recyclage des batterie doit faire partie d'un projet de stockage au plomb

il faut evidement des batterie facilement demontable ... pas les truc en plastic soudé actuel



Le tinane est meilleur conducteur que le plomb!


Titane: Conductivité électrique 2,34×106 S·m-1
Plomb: Conductivité électrique 4,81×106 S·m-1
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