N_ième annonce de progrès sur la densité énergétique accrue des batteries Li-ion

A lire ici : http://www.lemondeinformatique.fr/actualites/lire-des-batteries-7-fois-plus-denses-que-les-modeles-lithium-ion-classiques-58197.html
On atteindrait 'en théorie' 2570 Wh/kg : un record (soit 7 fois mieux que les meilleures actuelles) !
Cette fois, ce sont les japonais qui sont à la recherche de crédits ....
[edit du 30 july : corrigé inversion de chiffres : 2570 Wh/kg au lieu de 2750 ... Désolé pour l'erreur]

A 2.75 kWh/kg, ça mettrait la batterie de la Zoé à moins de 10 kg.
Ou en conservant une batterie de l'ordre de 250 kg, 680 kWh soit presque 30 fois l'autonomie actuelle ou 4500 km (à condition de pouvoir la remplir).
De quoi aller au bout du contrat de base avec juste une recharge en usine de départ.

Je ne sais pas quelles sont ces "meilleures batteries actuelles", mais comparé à la densité energetique de nos batteries c'est nettement plus qu'un facteur 7.

Mais comme c'est une capacité thérorique, on n'en verra probablement jamais qu'une petite fraction en pratique, à supposer que le procédé aboutisse.
Et il me semble que le cobalt n'est pas anecdotique sur le plan de l'environnement.

Après passage sur wikipedia, je vois que le cobalt serait déjà utilisé dans les batteries Lithium. L'article n'a donc pas du bien saisir ce qui faisait la spécificité du procédé.

Un peu plus de détails ici, mais en anglais:
http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20140723/366762/

Il semblerait que la densité atteinte actuellement avec le procédé soit de 370 Wh/kg. Soit un peu moins de 65 kg pour 23 kWh, ou 600km avec 250 kg.

Ca me fait réaliser au passage que même si on enlève complètement la batterie, la Zoé reste encore assez lourde, finalement.

oui la zoe fais le poids d'une leaf
et ce n'est déjà plus la meme dimension

Avez-vous entendu parler de la batterie sur laquelle travaillait Volvo il y a quelques mois? Ils avaient réussi à caler des cellules énergétiques entre deux couches de composites pour en sortir des plaques permettant de faire des éléments de carrosserie. Ils disaient à l'époque que ça leur permettait de faire des batteries d'une capacité intéressante tout en produisant des voitures plus légères.
Je ne sais pas où ils en sont au niveau du brevetage mais à l'époque ça semblait intéressant.

Le Cobalt est contenu dans un minerai considéré comme stratégique. C'est l'Afrique qui est la mieux pourvue, mais les stocks (non renouvelables) sont estimés pour une durée d'exploitation maximum de 110 ans, un peu plus que le pétrole ...

Il ne semble   pas que l'épuisement du cobalt soit le point le plus critique pour les VE, si on en croit la liste ci dessous, dont on trouve diverses variantes sur le web (pour l'uranium, ça ne prend clairement pas en compte la surgénération).
Evidement si ce développement amène une augmentation importante de consommation de la ressource par popularisation du VE, la date d'épuisement pourrait s'en trouver avancée.

 2012 : fin du terbium
 2018 : fin du hafnium
 2021 : fin de l'argent (qui entre dans bien des composantes électroniques, etc.)
 2022 : fin de l'antimoine
 2023 : fin du palladium
 2025 : fin de l'or, du zinc (!), de l'indium
 2028 : fin de l'étain
 2030 : fin du plomb (et peut-être du lithium*)
 2038 : fin du tantale
 2039 : fin du cuivre (!!!)
 2040 : fin de l'uranium (!)
 2048 : fin du nickel (!)
 2050 : fin du pétrole (?)
 2050 : fin du lithium* (date prévue la + éloignée)
 2064 : fin du platine
 2072 : fin du gaz naturel (?)
 2087 : fin du fer
 2120 : fin du cobalt
 2139 : fin de l'aluminium
 2158 : fin du charbon (sans doute de la + mauvaise qualité)

Passant_Mbr a écrit:Il ne semble   pas que l'épuisement du cobalt soit le point le plus critique pour les VE, si on en croit la liste ci dessous, dont on trouve diverses variantes sur le web (pour l'uranium, ça ne prend clairement pas en compte la surgénération).
Evidement si ce développement amène une augmentation importante de consommation de la ressource par popularisation du VE, la date d'épuisement pourrait s'en trouver avancée.

 2012 : fin du terbium
 2018 : fin du hafnium
 2021 : fin de l'argent (qui entre dans bien des composantes électroniques, etc.)
 2022 : fin de l'antimoine
 2023 : fin du palladium
 2025 : fin de l'or, du zinc (!), de l'indium
 2028 : fin de l'étain
 2030 : fin du plomb (et peut-être du lithium*)
 2038 : fin du tantale
 2039 : fin du cuivre (!!!)
 2040 : fin de l'uranium (!)
 2048 : fin du nickel (!)
 2050 : fin du pétrole (?)
 2050 : fin du lithium* (date prévue la + éloignée)
 2064 : fin du platine
 2072 : fin du gaz naturel (?)
 2087 : fin du fer
 2120 : fin du cobalt
 2139 : fin de l'aluminium
 2158 : fin du charbon (sans doute de la + mauvaise qualité)

Sur les sites qui diffusent ce type de liste, on oublie un détail. Certains de ces matériaux sont déjà recyclés à un pourcentage plus ou moins élevé. Il faudrait donc préciser que c'est la fin des ressources minières actuellement exploitables. Leur prix augmentera, mais on continuera à en avoir. Pour d'autres, il y a des sociétés qui sont en train de prospecter dans des décharges pour déterminer si les taux de certains matériaux enfouis sont exploitables. Il est possible que dans un horizon d'une ou deux dizaines d’années, on voit des sociétés se lancer dans l'exploitation "minière" de nos décharges en récupérant les matériaux rentables. Troisième point, on oublie assez souvent que certains de ces matériaux sont présents dans l'eau de mer à des taux trop faibles pour être exploitables aujourd'hui. Mais, ils pourraient le devenir dans quelques années.

Dans le même temps, en augmentant l'efficacité énergétique des batteries, par exemple, on diminue les quantités nécessaires. Or, de nombreuses équipes font de la recherche là-dessus parce que les besoins sont énormes. Par exemple, les besoins en batteries pour lisser la production des éoliennes et des panneaux solaires. Et surtout, pour augmenter les profits en vendant l'électricité aux moments où elle est la plus chère. Il y a l'Université de Standford qui vient d'annoncer qu'elle a obtenue des anodes plus pures et donc plus efficaces en les enrobant d'une pellicule de nano-molécules de carbone Une anode au lithium pourrait tripler la durée des batteries. Bien entendu, toutes ces innovations technologiques ne franchiront pas la porte des labos. Il va d'abord falloir réussir à les amener au stade industriel, et c'est couvent là que la bât blesse. Mais, si quelques unes y arrivent, il est possible qu'à un terme plus ou moins court nos batteries voient leur autonomie tripler. Mais, cela entrainera d'autres problèmes dont le temps de recharge.

Léonard a écrit: .../... Bien entendu, toutes ces innovations technologiques ne franchiront pas la porte des labos. Il va d'abord falloir réussir à les amener au stade industriel, et c'est couvent là que la bât blesse. Mais, si quelques unes y arrivent, il est possible qu'à un terme plus ou moins court nos batteries voient leur autonomie tripler. Mais, cela entrainera d'autres problèmes dont le temps de recharge.

C'est je crois la prise en compte de tous les impacts directs et indirects d'une innovation qui fait que son arrivée au stade industriel est longue et très "filtrante". Sur 100 innovations (chiffre au hasard), il n'y en a peut-être qu'une qui percera vraiment et aura un impact important dans l'avenir.
Hé oui, une conséquence du triplement (exemple réaliste et peut-être suffisant) de la capacité moyenne des batteries est le temps de recharge. Même une borne jugée rapide actuellement (43 kw) sera alors jugée tout juste suffisante pour un complément de charge. Il faudra compléter le futur réseau national de super chargeurs dont la puissance serait équivalente à celle des SC Tesla. Mais là où on envisage des chargeurs rapides distants de 50 à 60 km, on pourrait envisager des SC tous les 150 à 180 km.

Marc_2_Cgy a écrit:

Léonard a écrit: .../... Bien entendu, toutes ces innovations technologiques ne franchiront pas la porte des labos. Il va d'abord falloir réussir à les amener au stade industriel, et c'est couvent là que la bât blesse. Mais, si quelques unes y arrivent, il est possible qu'à un terme plus ou moins court nos batteries voient leur autonomie tripler. Mais, cela entrainera d'autres problèmes dont le temps de recharge.

C'est je crois la prise en compte de tous les impacts directs et indirects d'une innovation qui fait que son arrivée au stade industriel est longue et très "filtrante". Sur 100 innovations (chiffre au hasard), il n'y en a peut-être qu'une qui percera vraiment et aura un impact important dans l'avenir.

Le premier filtre n'est pas l'impact direct ou indirect. Le premier filtre qui empêche la majorité des inventions de quitter le laboratoire est simplement l'impossibilité de mettre en place un processus industriel de réalisation. Quand on est dans des conditions de laboratoire où l'on réalise les pièces une par une et où le temps n'est pas compté, on obtient souvent des pièces parfaites. Au stade industriel, il faut réaliser la même pièce dans le temps le plus court possible en ayant des résultats assez proches pour ne pas entrainer des mises au rebuts rédhibitoires. Souvent, on n'y arrive simplement pas. C'est ce qui explique que certaines innovations restent limités à des secteurs restreints. Dans le secteur de la mécanique, il y a des innovations qui sont utilisées en aéronautique, dans la course automobile et dans le secteur spatial. Mais qu'on en verra jamais sur une voiture de série parce qu'on ne sait pas faire des milliers de pièces identiques aux spécifications répondant à un cahier des charges.

@Léonard : je suis d'accord ! J'ai fait un grand raccourci. Il y a un point que tu n'as pas souligné il me semble mais c'est sous-jacent aux petites séries et aux "rebuts rédhibitoires" : c'est l'optimum économique. L'innovation doit permettre de proposer plus, mieux, rapidement pour moins cher qu'avant (encore faut-il s'entendre sur une unité de comparaison) !

Marc_2_Cgy a écrit:L'innovation doit permettre de proposer plus, mieux, rapidement pour moins cher qu'avant (encore faut-il s'entendre sur une unité de comparaison) !

Pas forcémment moins cher qu'avant. Si le marché est assez important, on peut développer 2 ou 3 lignes de produits. Les plus élitistes, chers et avec l'innovation pas encore amortie. Les moins élitistes, à des prix plus abordables. Mais, il faut que le produit apporte un plus. Par exemple, Sony avait essayé de lancer un CD de plus haute définition, le Super Audio CD ou SACD. Ils pensaient que le marché ferait un accueil triomphal à ce produit puisqu'il y avait de nombreuses critiques sur la qualité du CD et qu'il dépassait celui-ci en stockage et en qualité, tout en permettant d'être lu (en qualité dégradée équivalente à celle d'un CD) sur un lecteur CD normal. De plus, il proposait un son 5.1, donc une immersion au cœur de l'orchestre. On pouvait avoir l'impression d'être au milieu des instrumentistes. On alors que celui qui tenait le rôle de soliste au moment donné venait jouer devant nous, juste pour nous.
Techniquement, c'était une réussite ... et un gros flop commercial. Il y avait un système concurrent développé par Panasonic. Il s’adressait à un public d'audiophiles, au moment où sont apparus les lecteurs MP3 et MP4 qui permettait d'avoir une discothèque dans le creux de la main. En fait, il est peut-être apparu 5 ans trop tard. Le public est souvent prêt à payer plus, mais il veut en avoir pour son argent. Il veut que le prix s'accompagne d'une valorisation. Si dans 2 ou trois ans apparaissent une nouvelle génération de batteries qui augmentent significativement la charge, il y a des gens qui accepteront de payer plus cher pour avoir des batteries plus puissantes, tandis que d'autres paieront moins cher pour avoir le modèle low-cost. Si on a une amélioration graduelle des caractéristiques des batteries et une multiplication des bornes de recharges rapides et que dans 10 ans, on propose cette nouvelle génération de batteries, il est possible que ce soit un flop parce que les gens se seront adaptés au fait de recharger régulièrement sur de longs trajets et ils regarderont la différence de prix.

Léonard a écrit:
Sur les sites qui diffusent ce type de liste, on oublie un détail. Certains de ces matériaux sont déjà recyclés à un pourcentage plus ou moins élevé. Il faudrait donc préciser que c'est la fin des ressources minières actuellement exploitables. Leur prix augmentera, mais on continuera à en avoir. Pour d'autres, il y a des sociétés qui sont en train de prospecter dans des décharges pour déterminer si les taux de certains matériaux enfouis sont exploitables. Il est possible que dans un horizon d'une ou deux dizaines d’années, on voit des sociétés se lancer dans l'exploitation "minière" de nos décharges en récupérant les matériaux rentables. Troisième point, on oublie assez souvent que certains de ces matériaux sont présents dans l'eau de mer à des taux trop faibles pour être exploitables aujourd'hui. Mais, ils pourraient le devenir dans quelques années.

Si tu dois ne compter que sur le recyclage, alors ça ne fait que retarder l'inévitable, les fuites  du cycle vont faire en sorte que l'épuisement finisse quand même par se produire. Mais peut être  que des ressources normalement non rentables (trop diluées,...) pourraient alors être exploitées, si on se limite aux faibles quantités nécessaires pour boucher les trous du cycle. Tout cela en  supposant que la consommation n'augmente pas.

En fait, il y a souvent des erreurs avec les annonce des peak-xxx, comme le peak-oil. Ou plutôt, on sait très bien les déterminer quand la ressource est tarie. En fait, les ressources actuelles tiennent compte de ce qu'on sait extraire. Mais, il peut y avoir des progrès dans les méthodes d'exploitations, dans les découvertes de réserves aussi. On peut aussi trouver comment en consommer moins et souvent l'augmentation de prix induite par la raréfaction aide à trouver des solutions. Voire à trouver des ressources alternatives. Par exemple, on annonçait le peak-oil et l'augmentation du prix du pétrole. Et certains comptait là-dessus pour réussir à moindre frais la transition énergétique. Sauf que les américains se sont mis à exploiter des sources alternatives. On pensait que les divers schiste pétrolifères seraient exploités, puisque les prix d'exploitation correspondait aux prix du pétrole avec l'offre et la demande. Sauf qu'ils se sont mis à exploiter du gaz de schiste. Du coup, on consomme moins de pétrole, le prix de celui-ci baisse, le prix du gaz, sur le marché international à tendance à baisser et tout le scénario prévu s'écroule. Sans compter la crise qui fait qu'on consomme moins que prévu. Formellement, le peak-oil a bien eu lieu. Selon nos connaissances actuelles, on a consommé plus de 50% de la quantité initialement disponible. Mais, il n'y a eu aucunes des conséquences prévues. Du coup, le pétrole n'étant pas plus cher, l'état n'encaisse pas plus de TVA (la TIPP étant plafonnée). Le carburant devenant bon marché, les gens ne se précipitent pas pour acheter des véhicules moins gourmands. Ils ne se précipitent pas non plus pour mieux isoler leurs maisons (actuellement, la rentabilité à 20 ans de l'isolation est douteuse). Et du coup, il faut faire des plans plus volontaristes et qui coûtent plus cher. Perso, je m'en plaindrais pas trop parce que c'est ce qui sauve Fessenheim. Si le gouvernement aurait pris la décision de fermer cette centrale, le prix de l'électricité en France aurait augmenté (ce qui aurait déplu aux consommateurs-électeurs), la rentabilité aurait diminuée et EDF aurait versé moins de dividendes au gouvernement (qui reste notre plus gros actionnaire, ce qui permet d'aider à équilibrer le budget).