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La nouvelle batterie Al-ion de Stanford; génial mais pas pour les voitures électriques


Récemment, l’Université de Stanford annonçait la mise au point d’une batterie Aluminium-ion révolutionnaire sous plusieurs aspects. Voir: http://news.stanford.edu/news/2015/march/aluminum-ion-battery-033115.html.

Un article plus détaillé a été publié dans la prestigieuse revue Nature ici.

On y apprend que la nouvelle batterie Al-ion peut être rechargée 7500 fois en moins d’une minute sans perte de capacité, et qu’elle a une efficacité (Coulombique pour les experts) variant de 95 % à 98 %, selon les conditions d’utilisation.

La batterie de Stanford est très sécuritaire et ne peut prendre en feu. La vidéo disponible sur le site de Nature (lien plus haut) montre une perceuse qui perce un trou dans la batterie sans qu’il y ait d’élévation de température significative.

Les matériaux qui la constituent sont abondants et bon marché. L’anode de la batterie est en aluminium métallique et la cathode en graphite poreux (carbone). L’ion qui effectue le transfert de charges dans l’électrolyte est de l’aluminate de chlore (le chlore se retrouve dans le sel de table). Donc pas de toxicité et en principe facile à recycler.

La densité massique de puissance est de 3000 W par kilogramme, ce qui correspond aux meilleures batteries Li-ion, à l’exception des batteries au titanate de lithium (développées à l’Institut de recherche d’Hydro-Québec) qui affichent plus de 6000 W/kg.

Par contre la densité massique d’énergie est plutôt basse, soit 40 wh/kg, entre la batterie au plomb-acide (30 wh/kg) et la batterie NiMH (50 wh/kg). Les batteries Li-ion de Panasonic que Tesla utilise affichent 240 wh/kg et contiennent donc six fois plus d’énergie électrique pour un même poids. Et les batteries au Lithium-soufre qui devraient sortir sur le marché d’ici une année ou deux ont plus de 400 wh/kg, donc dix fois plus que la batterie de Stanford.

Par conséquent, la batterie Al-ion de Stanford n’a pas d’avenir dans les véhicules électriques (à moins d’améliorations très importantes inattendues). Sans compter que l’article de Nature n’aborde pas la gamme de température d’utilisation, un autre paramètre essentiel pour les batteries surtout au Québec. Je n’ai pu trouver aucune information là-dessus.

Mais, pour les applications stationnaires comme pour le stockage de l’électricité issue des énergies renouvelables (éoliennes et panneaux solaires), où le poids de la batterie est moins important, la batterie de Stanford pourrait trouver une niche fort pertinente, en raison de son faible coût anticipé, de sa longévité, de sa sécurité et de son efficacité de 98 % . À des fins de comparaison, les batteries NiMH ont une efficacité charge-décharge de 70 % et les meilleures batteries Li-ion de plus de 98 %.

Pierre Langlois

Pierre Langlois

Dans le cadre d’une entente nouée avec le physicien Pierre Langlois ,Éco-Énergie à Montréal et Roulezelectrique ont obtenu le privilège de vous présenter le contenu intégral des infolettres qu’il publie sur une base régulière. Mentionnons que Pierre Langlois est consultant en mobilité durable, auteur et conférencier. Il est d’ailleurs l’auteur du livre Rouler Sans Pétrole, publié aux Éditions MultiMondes. On a pu l’apercevoir au petit écran dans des reportages consacrés aux hybrides rechargeables et aux batteries et voitures électriques, à l’émission Découverte, entre autres, où il a témoigné en tant qu’expert. Il a également siégé sur le comité aviseur responsable d’appuyer Daniel Breton dans le développement de la politique d’électrification des transports du Québec. Un gros merci à lui.
Pierre Langlois

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