Voiture electrique : Batterie Lithium Ion

Alors que tous les constructeurs de voitures électriques misent sur l’efficacité de la batterie lithium-ion, un chercheur du CNRS revient sur les dangers potentiels d’incendie inhérents à cette source d’alimentation.

Batteries lithium-ion : performantes, mais potentiellement dangereuses

Depuis 2006, de nombreux débats ont été menés sur la sureté des batteries lithium-ion, l’alimentation la plus sollicitée par les véhicules électriques. Michel Armand, expert en électrochimie au CNRS, relance ce débat le 29 juin dernier dans un article publié dans Le Monde. Les dangers évoqués par ce chercheur risquent fort de faire trembler le monde des véhicules électriques en plein essor…
Selon M. Michel Armand, chaque composante des batteries lithium-ion peut s’enflammer facilement en cas de choc, de surcharge électrique ou lors d’un assemblage défaillant. Ce début de feu pourrait ensuite embraser toutes les cellules de l’accumulateur. Ainsi, les occupants du véhicule inhaleraient le fluorure d’hydrogène, un gaz mortel dégagé par l’embrasement des composants chimiques des cellules.

Les constructeurs se veulent rassurants

Renault est le premier à réagir à cette alerte en affirmant que les batteries de ses modèles sont continuellement surveillées par un système électronique embarqué. La marque au losange poursuit ainsi son argument. D’après les tests effectués sur ses véhicules, les émanations dégagées par les cellules en cas d’incendie restent au-dessous des normes autorisées.
Malgré ces réponses, le chercheur du CNRS préconise l’utilisation des batteries au phosphate de fer lithié, une technologie plus sûre et presque aussi performante que les lithium-ion au manganèse. Une nouvelle alimentation déjà en développement dans les laboratoires du CEA et déjà très utilisée en Chine.

source: l’expansion

Comme vous le savez certainement, beaucoup de véhicules électriques utilisent des batteries au Lithium-Ion et ont donc grandement besoin de Lithium pour donner l’énergie nécessaire au moteur. Les batteries au Lithium sont aussi omniprésentes dans les téléphones mobiles et les ordinateurs portables.

Cependant les sources de Lithium sont assez rares et se trouvent très loin des principaux constructeurs de batteries.

La Bolivie, qui compte 40 % du Lithium de la planète en est un flagrant exemple.

Néanmoins, il semblerait qu’il existe une lueur d’espoir pour ces véhicules avec la récente annonce du New York Times, qui annonce la découverte d’immenses réserves de Lithium en Afghanistan (mais pas seulement : aussi du fer, du cuivre, de l’or, du niobium et du cobalt).

La valeur totale représenterait 3000 milliards de dollars. (soit environ autant de réserves qu’en Bolivie)

Selon le NYT, ce pays ravagé par la guerre posséderait à elle seule plus de Lithium que toutes les principales réserves, notamment celle de Russie, de l’Afrique du Sud, du Chili et de l’Argentine réunies.

Avec cette découverte, plusieurs observateurs affirment que les immenses gisements de Lithium pourraient changer le modèle économique de ce pays, le faisant passer du statut de quasi inexistant à celui d’un des plus grands géants miniers que le monde ait connu. Cependant, il faudra encore gérer l’instabilité politique du pays.

Le Lithium est l’un des éléments les plus importants qui entrent dans la composition des batteries de dernière génération. Son utilisation accrue dans la manufacture de batteries est due principalement à sa capacité de stocker plus d’énergie que le Nickel et le Cadmium. Pour doper ses performances, certains fabriquant de batteries utilisent un mélange de lithium-ion, mais on retrouve aussi d’autres combinaisons efficaces, notamment comme celles fabriquées par Hyundai (Lithium-Polymère ou encore Lithium-Air).

Apparemment les Russes sont bien décider à passer au vert pour l’année 2010. C’est ainsi que la décision pour l’implémentation d’une structure de fabrication batterie Lithium-ion, la première en Russie, fut prise. L’instigateur du projet est la Société russe des nanotechnologies (RUSNANO), un organisme dédié au développement des projets ayant « des potentiels commerciaux ou sociaux élevés ». Les voitures électriques sont une réalité, et représentent un formidable marché en termes de biens durables. S’orienter vers un tel secteur d’activité ne peut qu’être prolifique et si on prend en considération le nombre croissant de voitures électriques circulant dans les pays d’Europe , cela ne pouvait pas mieux tomber pour nos amis Russes.

Le projet sera mené en partenariat avec la société Thunder Sky Energy Group Ltd, un fabricant de batteries Lithium-ion, basée en Chine et un investisseur externe. Les chiffres ont été annoncés, notamment, RUSANO fera une contribution de 75.4 millions de dollars et éventuellement pourra faire un prêt allant jusqu’a 185 millions $ au besoin, Thunder Sky Energy Group Ltd va investir 75.4 millions $ et on compte 131 millions $ pour l’investisseur externe. Le cout total de l’opération se résume à 464 millions $ et selon une estimation les ventes atteindrons le montant de 575 millions de dollars d’ici 2015.

Pour rappel, la construction de l’usine débutera cette année à Novossibirsk et les premières batteries sortiront de la ligne de production en 2011, on prévoit 300 millions d’unités pour la première année de production et se chiffre atteindra les 400millions d’ici 2012. L’usine produira des batteries compatibles avec tous les modèles existants de véhicules électriques, cela inclut les motos, les voitures, ainsi que les fourgonnettes ou autres véhicules utilisant des carburants alternatifs. Ce projet aura vraiment un impact conséquent sur l’avenir des vehicules électriques, car non seulement l’usine subviendra aux besoins locaux des russes, mais aussi en grande partie de sa production servira à alimenter les VE en Chine. On dénote l’intérêt porté par certains des plus grands fournisseurs de voitures électriques opérant en Europe, tel que Fiat, BMW et Citroën concernant ce projet, donc ne soyez pas étonnés de voir la mention « Fabriquée en Russie » sur la batterie de votre voiture au cours des années à venir… :-)

Une estimation faite par la société Pike Research situe le montant total lié à la vente des batteries lithium–ion , pour les voitures électriques ou hybrides à 8 milliards de dollars d’ici l’année 2015. Ce chiffre exorbitant reflète les progrès technologiques accomplis dans ce domaine et le fait que la majorité des fabricants de voitures électriques ont choisi les batteries Lithium-ion comme source d’énergie.

Le coût des batteries sera un facteur crucial dans l’acceptation finale du marché global des voitures électriques.

Bien qu’au début une grande partie des coûts d’implémentation seront amortis par des subventions publiques, l’industrie des voitures électriques ne s’épanouira vraiment qu’avec la demande des consommateurs et la participation des entreprises privées.

Choisir un plug-in hybride nécessitant un nombre limité de batteries Lithium-ion ou pour une voiture totalement électrique qui nécessite un plus grand bloc de ces batteries, tout doit être mis en œuvre pour favoriser une transition vers le mode électrique ainsi que la survie de ce marché.

La société Nexeon Ltd, basée à Abingdon, en Angleterre, a peut être trouvé un dénouement concernant les nombreuses polémiques liées à la fiabilité, l’autonomie et la longévité des batteries lithium-ion.

La voiture électrique est prête à l’emploi, mais ce qui retarde vraiment l’implémentation de ce mode de transport, c’est bien les batteries, que ce soit au niveau de la conception, les matériaux utilisés et le coût de fabrication, les batteries lithium-ion n’offrant pas un rendement relatif pour une utilisation quotidienne.

Dans ce cadre, Nexon propose de mettre à disposition, sous licence, la technologie des anodes en silicium développée par l’Imperial Collège de Londres, aux concepteurs et fabricants de batteries lithium-ion. Le principe est simple, remplacer les anodes conventionnels (en carbone) par des anodes en silicium (microplaquettes).

Cela aurait pour effet d’augmenter la densité électrique de la batterie tout en réduisant sa taille et de rallonger la durée de vie entre chaque recharge.

Espérons que ca fonctionne, ca pourrait permettre enfin le décollage des autos électriques.

Des chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont trouvé un moyen pour recharger des batteries Lithium-Ion en seulement quelques secondes.

Gerbrand Ceder, professeur au MIT (Boston) et son étudiant Byoungwoo Kang ont réussi à améliorer le temps de chargement des batteries (15 secondes environ) qu’on trouve dans les produits high-tech comme les téléphones mobiles par exemple.

Ce qui voudrait dire qu’une batterie de voiture électrique lithium-ion pourrait se télécharger en quelques minutes dans le futur, soit d’ici 2 à 3 ans seulement.

L’invention de Ceder a déjà été brevetée.