Nouvelles annonces sur les progrès des batteries

Il y a même déjà une première voiture avec batterie au sodium :
https://www.turbo.fr/actualite-automobile/une-voiture-equipee-de-batteries-au-sodium-ca-existe-189452

Bon ça reste quand même chinois, avec rien de vraiment lancé commercialement et même un petit peu de lithium dans le mix pour faire bonne mesure, donc ça triche un peu sur les bords. Ceci dit, dans le principe, un mélange peut constituer une exploitation plus optimale des réserves de lithium classiques (par opposition à celles que l'on peut trouver dans l'eau de mer).

Mais comme à l'habitude, j'attends de voir. Je pense toujours que les futurs produits seront plus portés par leur capacité à utiliser des ressources abondantes que par des performances mirobolantes. Mais ils faudra vraiment matérialiser l'avantage de prix pour que ces véhicules aient une chance de prendre des parts de marché tant que le lithium reste accessible.

Si les chiffres se confirment on retombera à peu près au niveau de la Zoe initiale, et c'est bien ce à quoi je m'étais attendu. L'expérience a montré que c'était utilisable, mais c'est vrai, on s'est habitué au confort d'une plus grosse batterie. Il n'est pas dit si on réapplique déjà dans ces batteries les principes de structures porteuses minimalistes permettant de réduire le poids inutile. Et apparemment il est possible aussi de gagner sur les dispositifs de refroidissement (ce qui est un peu curieux car, d'un point de vue chimique, le sodium est plus réactif que le lithium).

Pour Tiamat, ils n'ont jamais officiellement visé les batteries de traction, annonçant dès le départ que la densité d'énergie de leur solution n'était pas adaptée. Batterie de véhicule hybride possible, par contre, mais bon, ils sont quand même dans la même zone que les chinois pour la densité d'énergie, dans les 120 Wh/kg.

Le plus récent document que j'ai pu trouver est une interview de leur PDG de janvier (2023) :

https://www.bfmtv.com/economie/replay-emissions/01-business/tiamat-remlace-le-lithium-des-batteries-par-du-sodium-07-01_VN-202301070275.html

Quant à Broadbit, ils ne parlent plus guère que de leurs électrolytes pour batteries au lithium.

Merci Passant_Mbr pour ton analyse et tes retours.

Et pourquoi pas des packs batteries hybrides Lithium/Sodium.
Comme on fait en informatique des disques durs avec de la mémoire cache plus rapide. Il y aurait sans doute de quoi améliorer le rendement du freinage régénératif en le stockant dans un tampon sur base de sodium, qui accepte plus facilement des puissances de charges élevées sans que le poids ne soit un trop gros problème.

Dans la logique, il y a la batterie gemini de ONE (Our Next Energy) testé sur une modèle S et BMW iX (1000 km d'autonomie).... Même si il n'y apas de détail sur quelle techno est basée la partie de la batterie anode-free. ici Sans doute une techno avec moins de cycle de charge, mais avec plus de densité (1,007 Wh/L,).

Automobile propre annonce que Renault aussi s'y met:
https://www.automobile-propre.com/renault-entame-la-production-de-voitures-electriques-a-la-batterie-revolutionnaire/

Intéressant, mais ça reste très chinois et pas vraiment de date de commercialisation officielle de cette EV3, on dit juste que ce serait possible fin juin.

En tous cas si on peut mettre 32 kWh dans une petite citadine, on doit pouvoir monter à 41 kWh en la rallongeant et en la renforçant un petit peu, ça ne ferait jamais que 30% d'augmentation de poids/volume batterie.

Bref si on était un jour limité à ça par pénurie de lithium, cela semblerait tout à fait acceptable. Sans compter les futurs développements dans les électrolytes solides ou le sodium/air qui pourraient encore accroitre la densité d'énergie, au-delà de ce que fait le lithium actuellement.

Histoire vrai:
Dans une réunion du CoDev (Conseil de développement) dont je suis membre, un nouveau venu fait sa présentation en mentionnant qu'il a un doctorat en chimie.
A la fin de la réunion dans les points divers, il déclare à peu près ceci:
La voiture électrique est une énorme connerie.
La batterie est une saloperie... Sa fabrication pollue plus que tout et elle ne se recycle pas.

J'ai interrompu cette prise de parole et ai invité tout le monde à une réunion spéciale sur le sujet.

Ces derniers jours, on a pu lire dans les médias que des usines de recyclages se construisent à divers endroits sur la planète. Souvent le taux de recyclage annoncé est supérieure à 90 %...
Prochaine réunion le 13 mars, je suis curieux de voir s'il va rester aussi affirmatif le docteur.

zoeilvert a écrit:Prochaine réunion le 13 mars, je suis curieux de voir s'il va rester aussi affirmatif le docteur.

Tu pourra constater s'il pensait être sur des savoirs, ou si c'est un croyant. Quelqu'un qui croit n'est pas capable de remettre en cause ses dogmes.

Léonard a écrit: s'il pensait être sur des savoirs, ou si c'est un croyant

Ou peut-être s'il croyait être sûr de ce qu'il pense.

Un cours de zététique en bonne et due forme et tout ça rentrera dans l'ordre.

Étrange pour un docteur... en chimie en plus ! À mon avis sa position est purement politique.

https://www.sciencedaily.com/releases/2023/02/230222210559.htm

Batterie lithium-air:
- 1000 cycles
- capable d'utiliser l'air ambiant plutôt que des réservoirs d'oxygène
- électrolyte solide

Ils visent les 1200 Wh/kg avec de "futurs développements", mais ne disent pas à combien ils sont pour l'instant.

Bon, il vient interviewer le fabricant, mais 90% du temps, c'est lui qui parle...

Ca parait tout de même une voie prometteuse, surtout si on a les 1200 cycles, mais si on a les 200 ?
Il serait intéressant de savoir ce qui fait la différence, ça fait quand même un rapport de 1 à 6. A 1200 c'est immédiatement utilisable en remplacement des batteries actuelles, en dessous de 1000 plus guère.

En tous cas c'est toujours bien de pouvoir se baser sur le silicium, 2éme matériau le plus abondant dans la croûte terrestre après l'oxygène:
- utilisable pour l'électronique de bord
- également pour l'électronique de puissance
- comme électrode dans les batteries métal-ion
- à l'étude mais guère avancées, des batteries basées directement sur le silicium (plutôt que comme faire-valoir du Lithium)
- en ce moment aussi à la mode en horlogerie mécanique pour les ressorts des balanciers à cause de ses propriétés antimagnétiques, mais aussi pour usiner avec les techniques des circuits intégrés des oscillateurs révolutionnaires fonctionnant par torsion/déformation (voir chez Zenith par exemple). Et bien sûr partie intégrante des montres à quartz.

Pour ton affaire de lithium-air (le Saint-Graal absolu au passage) :

"Past lithium-air test cells suffered from very short cycle lives. The team established that this shortcoming is not the case for their new battery design by building and operating a test cell for 1 000 cycles, demonstrating its stability over repeated charge and discharge."

Faut vérifier leur affirmation déjà, parce que simplement faire cycler le Li-Air, ben c'est résoudre la problématique clé de cette tech.
On se fout presque de la suite "et on devrait arriver easy-way à 1200 Wh/kg", parce que c'est une donnée connue du Li-Air

Si vraiment ça marche leur affaire, ils viennent d'unlocker (yeah baby) la possibilité du truc, ensuite c'est sans limite théorique jusqu'à 13 kWh/kg !

mais déjà 1,2 kWh, je prends. Ça tue.
J'ai envie d'y croire, à la Fox Mulder. C'est trop énorme comme news.

En tous cas pour l'instant ça n'a pas fait énormément de bruit. je suppose que ça reste trop "labo" et il y a beaucoup de monde dans le domaine des batteries qui cherche à tirer la couverture médiatique à lui.

En attendant je ne prends ça que comme des indices que ça progresse dans le bon sens.

Sinon ici quelques nouvelles de Tiamat. Il est dit entre autres qu'ils se penchent également sur des chimies permettant une densité de type LFP ou un peu meilleure:
https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/notre-ambition-est-de-devenir-leader-sur-le-marche-des-batteries-de-moyenne-puissance-119119/

Par contre si on croise les courbes d'abondance des matériaux et les courbes de densité énergétique, je ne suis pas certain que le Lithium-air représente l'optimum, peut-être plutôt le sodium-air ou potassium-air. On pourrait poser la question en terme de : "lequel de ces couples peut fournir le plus de kWh avec les réserves disponibles", mais il faudrait aussi rajouter le paramètre du prix. Mais évidemment on n'est pas obligé de n'en choisir qu'un seul.

Par ailleurs je regardais récemment une vidéo sur le retrofit des R5 classiques en électrique, on parlait de 80 km d'autonomie, comme pour les premières générations de véhicules au plomb/moteur CC. Et malgré cette faiblesse, ils ne se sont pas donné la peine de faire de la récupération. Un peu pitoyable. Évidemment ils essayent de caser la batterie là où ils peuvent, sans remettre en cause l'architecture d'origine. Et ça me faisait penser qu'ils auraient bien besoin de batteries à haute densité type métal-air.

Le retrofit a des limites avec la législation actuelle.
- En terme de poids et de répartition, il faut rester dans les +10% sur chaque essieu par rapport à l'origine. ça limite la capacité de batterie possible, même s'il y a la place pour en mettre plus.
- Pour récupérer l’énergie au freinage, il faut un couplage fin avec les freins mécaniques. Et sans ESP ou minimum ABS performant, le risque de blocage des roues est très (trop) important. Ajouter tous ces éléments lors d'un retrofit, ce serait clairement économiquement inaccessible. Déjà que le modèle économique n'est pas favorable actuellement.

Sinon pour le sodium, la densité massique est une chose, mais la densité volumique est aussi importante. Les packs batteries sont limités par le volume sur les grosses voitures, qui aimerait avoir les fameux 1000km d'autonomie... sans se préoccuper du poids (voir le poids de certaines voitures allemandes , qui n'hésite pas à passer 2,5 T, même sur les  thermiques). Tant qu'on ne dépasse pas 3,5 T, ça passe.  

Pour avoir du sodium dans les voitures, il faudrait un sacré gain en terme de prix, ce qui ne sera pas le cas, tant que les usines et machines ne seront pas rentabilisées (la plupart ne sont même pas construites). Je pense que le prix de la matière ne permet pas de faire suffisamment le delta pour l'instant. Mais cela n’empêche pas la recherche pour être prêt, en cas de grosse pénurie.

Merci, points intéressants, en particulier sur le problème des freins.

C'est le printemps et les nouvelles annonces fleurissent :-)
Ne me demandez pas ce que c'est ce site, je découvre comme vous mais voilà une annonce sur une batterie Oxygen Ion : https://www.ladn.eu/tech-a-suivre/energie-environnement-batterie-oxygene-ion-revolution-stockage-energie/

"Par contre si on croise les courbes d'abondance des matériaux et les courbes de densité énergétique, je ne suis pas certain que le Lithium-air représente l'optimum"

89 millions de tonnes de réserves estimées, 22 de déjà prouvées, ça nous fait 9 milliards de "pack" de 10 kg de lithium "équivalent bagnole"

il y a 1.4 milliard de voitures dans le monde.

Le marché va suffisamment se partager entre ce qui nécessite une densité énergétique extrême et le reste.
Si jamais le prix est trop élevé, ça partira d'abord dans l'aéronautique et les caisses sportives (ou très grosses , ne pouvant se "plomber" d'une tonne de batterie.
mais vu la marge de réserve, si c'est le graal, ça emportera tout sauf le stockage statique.

Je suis le premier surpris de voir que même en statique le décollage des alternatives au lithium est si laborieux.

the winner takes all

Alors que ce pourrait être une alternative aux stockage amovible, afin de passer de l'habitation à la voiture afin d'en augmenter la capacité lorsque le besoin est moindre dans l'habitation, par exemple vacances ...

Et surtout si la V2G se développe.

Batterie avec anode au silicium.
Les récentes annonces d'Automobile Propre sur l'imminence de l'arrivée de cette technologie dans le VE (Mercedes notamment) m'ont incité à faire des recherches sur Internet.

Les articles trouvés rapidement datent déjà de 2-3 années.

- https://www.cea.fr/drf/Pages/Actualites/En-direct-des-labos/2020/batteries-li-ion--une-prometteuse-anode-composite--nano-architecturee-.aspx

- https://dailygeekshow.com/batterie-lithium-silicium/

-https://www.lesechos.fr/idees-debats/sciences-prospective/le-silicium-fondu-la-batterie-de-demain-1162648

J'ai cru comprendre que le proto lithium-air évoqué par Passant était aussi à anode silicium.

La nouvelle sainte trinité des batteries ultra légères ça va être visiblement un combo lithium - silicium + O₂ ou soufre.

En lithium/silicium/O₂ pour les trucs vraiment badass cuting edge genre aéro longue distance ( > 600 voir 800 Wh/kg si la piste aboutit).
En Li-sili-soufre pour les batteries voitures "premium" et l'aéronautique plus courte distance genre lilium jet ( < 500 Wh/hg).

Le Li-ion va se maintenir au milieu probablement un bon moment encore parce que toutes les chaînes de production sont amorties. Peut-être une taxation du lithium et du graphite et cobalt chinois pourrait lui faire du mal.  

À l'autre bout du spectre, on pourrait voir disparaitre le LFP au profit du sodium-ion (à moyen/long terme) parce que les perfs des deux se rejoignent déjà aujourd'hui, aux alentours de 100 à 150 Wh/kg, donc pour des caisses milieu de gamme et moyenne autonomie, comme la Zoé actuelle.

Pour le silicium, comme le problème principal est une dégradation par gonflement de l'électrode, ils ont eu l'idée d'en faire une élastique, en gros, avec un polymère comme liant:
https://www.sciencedaily.com/releases/2023/03/230329091806.htm
Mais aucun chiffre sur les performances de cyclage, ils disent juste "stable et fiable".