BatterieL'opinion de Pierre Langlois

Très bientôt les batteries Li-ion vont durer 20 ans

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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