Très bientôt les batteries Li-ion vont durer 20 ans
- Écrit par Pierre Langlois
- Le 17/05/2017
- 21 Commentaires
- batteries Li-ion, Dalhousie University, Jeff Dahn, NCA, NMC, Novonix, Pierre Langlois, Recharge
- Catégories: Batterie, Chronique de Pierre Langlois, L'opinion de Pierre Langlois
Lors de la dernière assemblée générale annuelle de l’AVÉQ, le 28 avril 2017, j’ai eu le privilège d’assister à la conférence de Thierry St-Cyr, directeur des opérations chez Téo Taxi. J’y ai appris que la batterie de leurs voitures électriques Nissan Leaf et Kia Soul EV perdait en moyenne 22 % de capacité par 100 000 km, dans leurs conditions d’utilisation intensive. Bien sûr, les pertes seraient certainement moins grandes pour un utilisateur ordinaire (moins de recharge rapide). Pour quelqu’un qui roulerait 20 000 km par année dans ces conditions, on parle d’une perte de capacité de stockage allant jusqu’à 5 % par année, et possiblement 2,5 % pour un citoyen ordinaire. À ce taux de dégradation, la batterie ne dure que 8 ans ou 160 000 km.
Optimiser la chimie des batteries pour obtenir un grand nombre de cycles de recharge s’avère difficile, en raison des tests qui ont une longue durée. Et si on accélère les temps de recharge et de décharge, on peut obtenir un nombre de recharge limité qui pourrait être le double dans les conditions réelles d’utilisation. Par exemple, la décharge de la batterie de 60 kWh de la Chevrolet Bolt EV va prendre au moins trois heures, et la recharge de batteries pour stocker l’énergie électrique de panneaux solaires s’effectue normalement en 6 à 8 heures.
Pour pallier cette problématique, le professeur-chercheur Jeff Dahn (photo de l’article) et son équipe, de l’Université de Dalhousie en Nouvelle-Écosse, ont mis au point un appareil de mesure ultra-précis des pertes de capacité d’une batterie, qui permet d’effectuer des tests avec un nombre bien moins grand de cycles de recharge. Cette rapidité grandement accrue des mesures leur a permis de varier bien plus de paramètres et de découvrir que certains additifs à l’électrolyte, dans les bonnes proportions, et certains revêtements peuvent doubler la vie des batteries Li-ion NMC. Ils travaillent en étroite collaboration avec Tesla, qui finance une bonne partie du projet de recherche.
À noter que la chimie NMC (nickel-manganèse-cobalt) est utilisée par Tesla pour ses Powerwall. Toutefois, M. Dahn, précise qu’ils travaillent également sur la chimie NCA (nickel-cobalt-aluminium) pour les véhicules électriques de Tesla.
Le doublement du nombre de cycles de recharge a été obtenu en une année de recherche seulement, alors que cet objectif de l’équipe de l’Université de Dalhousie avait été planifié pour dans quatre ans! Bien sûr, ils vont continuer et essayer de doubler encore si c’est possible, tout en travaillant sur d’autres chimies de batterie Li-ion.
Ces résultats représentent une percée majeure pour les batteries lithium-ion, car les batteries NMC de Tesla, pour stocker l’énergie solaire, vont voir leur coût du kWh stocké diminuer de moitié! Le tandem panneaux solaires et batteries NMC durant 20 ans ou plus va faire progresser encore plus vite l’industrie de l’énergie solaire photovoltaïque. Et plus on vend de batteries Li-ion, moins elles vont coûter cher. Un cercle vertueux. Voici une diapo de ma dernière conférence qui illustre le progrès déjà fantastique des panneaux solaires.
Par ailleurs, l’expertise acquise par l’équipe du professeur Dahn a donné lieu à l’essaimage d’une nouvelle compagnie, Novonix, dont le président, Chris Burns, est un ancien étudiant gradué qui faisait partie de l’équipe. Cette jeune entreprise, fondée en 2014, vend des appareils ultra-précis de mesure de la capacité des batteries (coulométrie), permettant d’accélérer de beaucoup la recherche. Déjà plusieurs entreprises et institutions dans le monde ont acheté leur système. On peut donc s’attendre à un développement encore plus rapide dans le domaine des batteries, partout sur la planète et pas seulement à l’Université Dalhousie de la Nouvelle-Écosse.
Il va falloir qu’on augmente la durée de vie des véhicules, car si les batteries durent 20 ans et les moteurs électriques 1 million de km, la carrosserie va devoir suivre.
Très très stimulant!
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Pierre Langlois
Je l'avoue, je n'ai pas d'expérience avec la Leaf et la Soul EV mais ça me semble énorme.
Je viens de passer le 80,000 km avec ma Tesla S et je n'ai pratiquement rien perdu (5 km je pense), ce qui est similaire à bien d'autre cas: https://electrek.co/2016/11/01/tesla-battery-degradation/
Une entreprise qui utilise les Tesla de façon intensive n'a aussi vu que peu de dégradation (perte de 6% à 320,000 km), même en utilisant la recharge rapide et en chargeant souvent à 100% de la capacité: https://techcrunch.com/2016/09/29/tales-from-a-tesla-model-s-at-200k-miles/
Est-ce que les chiffres avancés lors de cette présentation sont des chiffres que les utilisateurs ont notés aussi? Clairement, quel est le % de capacité perdu par les utilisateurs de Leak et Soul EV après 100,000 sur ce forum?
D'accord, Teo y va peut-être fort sur la recharge rapide mais Tesloop aussi, merci aux membres du forum de me répondre avec vos expériences personnelles avec ces 2 voitures!
Cela démontre que la recharge rapide a un impact sur la durée de vie des batteries ... heureusement, les usagers «normaux» ne font que quelques dizaines de recharges rapides par année, lors des roadtrips ...
Le cas de Tesla est différent (et certainement la Bolt) car même dans le cas de Tesloop, il ne faut qu'une seule recharge rapide par jour (à mi-chemin en LA et Las Vegas). Avec une grosse batterie qui a 3 fois plus d'autonomie, pour la même distance parcourue, tu fais 3 fois moins de cycles de recharge ... donc durée de vie 3 fois plus longue!
Quelque chose m'échappe !!
À quel pourcentage de dégradation une batterie est considérée en fin de vie ?
Pour une Leaf, à 50% elle a en théorie la même autonomie qu'une Volt de première génération ce qui est très acceptable. Bien sûr le propriétaire ni trouvera plus sont compte s'il a besoin de plus de 60km mais doit-on considérer la batterie inutilisable pour autant.
Le 22% est le point ici, est-ce qu'un propriétaire de ces modèles pourrait confirmer le % de perte pour un tel kilométrage en peu de temps?
100 000 kilomètres avec une batterie de 85 kWh en demandent le quart seulement.
Donc quatre fois moins de perte.
Simple non?
22% pour 833 cycles ou 5 % pour 210 cycles sont des pertes similaires par nombre de cycle.
Une batterie plus petite sera forcément utilisée plus souvent à l'extrême limite, - de 20% de charge restante et cela est plus exigeant.
De plus, une charge rapide plus rapprochée, à tout les 100-120 kilomètres au lieu de 300 kilomètres maintient la température de batterie à une température plus élevée, ce qui ajoute au stress de la batterie.
J'apprécierais quand même un feedback d'utilisateurs de ces 2 modèles de voitures, je suis dans le marché pour une 2e voiture électrique.
J'ai une 2012 avec laquelle j'ai parcouru presque 135 000 kilomètres et qui possède encore 80% de capacité.
Ce n’est pas parfait, mais c’est mieux que les Téo taxi.
La voiture est toujours agréable à conduire et a peu perdu de ses capacités de régénération.
Mais 20% de moins d'une autonomie restreinte n'est pas une chose intéressante.
J'ai rechargé environ 4 375 fois en L2 et 121 fois avec une BRCC.
Ce qui m'irrite vraiment chez Nissan, c'est que la dernière batterie de 30 kWh n'est pas compatible avec mon véhicule et qu'ils n'ont pas annoncé qu'il y aurait des batteries de plus grande capacité conpatiple avec les premières générations de Leaf.
VW et BMW n'ont pourtant pas hésité à le faire.
Pour moi, il serait encore plus bénéfique de remplacer ma batterie que de remplacer toute la voiture qui est encore en excellente condition et d'un comportement très relevé.
Surtout que ma vieille batterie serait parfaitement adaptée pour d'autres utilisations.
https://steinbuch.wordpress.com/2015/01/24/tesla-model-s-battery-degradation-data/
Cette étude est une collection de valeurs de l'état de la batterie d'environ 250 utilisateurs et suggère que la perte d'autonomie est d'environ 4% pour les premier 80'000km, et ensuite d'environ 1% pour chaque 80'000km.
C'est intéressant, que les données sont mises en graphiques selon certains paramètres, comme la région (influence du climat), la supercharge (influence de la charge rapide) ou l'âge.
Il vient de rajouter aussi des informations sur la leaf, mais je n'ai pas eu le temps de regarder en profondeur. Mais elles semblent contredire les dires de ce monsieur, où on voit qu'à 100'000km, en moyenne, une leaf perd plutôt 10% (ce qui à mon avis reste beaucoup!)
M. Langlois je respecte grandement votre expertise dans le domaine, mais ces chiffres ne sont pas représentatif de la réalité et ne feront qu'accroître les craintes au commun des mortels. Particulièrement la dernière phrase de cette citation! J'avais 80,000 KM sur ma Leaf 2013 après 3 ans et mon SOH (State of Health) oscillait autour de 95%. Admettons que je perdrais un "gros" 10% de capacité additionnelle au cours du prochain 80,000 km, cela me donnerait encore une santé de batterie à 85% de sa capacité originale. Sa durée de vie serait bien au-delà du 160,000 km.
Je me suis trouver une batterie de 2013 (36 00km) et je songe sérieusement à faire un remplacement de cellules dans ma 2011....à voir.
La garantie de la batterie de la Leaf 2011 et 2012 était de 8ans 160 000km. http://www.nissan.ca/content/dam/nissan/ca/owners/warranty/2012_Leaf_WIB.pdf
J'ai lu ailleurs que la garantie de batterie était effectuée une fois que la capacité tombe sous 70%. L'expérience de Kevin Proulx avec sa Leaf a été que Nissan Canada est récalcitrant à respecter sa garantie de batterie. Une poursuite aux petites créances avec la garantie légale pourrait cependant les faire changer d'idée.
Le fait test hier. J'ai vidé complètement la batterie et roulé sur la génératrice sur environ 40 km. Puis j'ai rechargé à environ 50% de sa capacité, puis roulé encore sur 140 km, puis rechargé à 100% à nouveau. Mon autonomie a augmenté d'un (1) km. Alors, il ne semble pas que rouler sur la génératrice à l'occasion ait une incidence importante sur l'autonomie. L'augmentation est aussi probablement dû au fait qu'il faisait plus chaud hier - 21° C.