Prochaine génération de batteries : innovations majeures d’Hydro-Québec et de CIC Energigune [MAJ]

Densité d'énergie, au niveau de la cellule

Des innovations importantes de l’Institut de recherche d’Hydro-Québec (IREQ) et de CIC Energigune ouvrent la voie à la génération de batteries qui succèdera aux batteries au lithium-ion pour l’électrification des transports.

Cette technologie de batteries solides contribuera à créer des batteries sécuritaires et performantes et pouvant être produites à faible coût. La nouvelle technologie propose deux principales innovations : la première réside dans le fait qu’elle utilise un électrolyte solide, et la seconde, dans la présence d’une anode composée de lithium métallique bénéficiant d’un traitement de surface spécial.

Les batteries au lithium-ion, qui dominent actuellement les marchés des véhicules électriques, permettent une autonomie d’environ 160 km. Or, cette génération de batteries arrive à la limite supérieure de son potentiel de performance. De plus, ces batteries contiennent des électrolytes liquides qui peuvent être inflammables.

« Notre technologie permettra des batteries avec une autonomie supérieure à 350 km pour une recharge » a résumé Karim Zaghib, directeur – Stockage et conservation d’énergie à l’Institut de recherche d’Hydro-Québec. « Il s’agit d’une technologie mature, très performante, et qui sera prête à être commercialisée à très court terme. »

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« Cette technologie constitue une avancée importante, proposant une densité d’énergie supérieure à celle des batteries au lithium-ion en raison de l’utilisation du lithium métallique comme anode », a indiqué Jesús M.Goiri, directeur général de CIC Energigune. « Ces batteries offrent aussi une sécurité accrue en raison de leur électrolyte solide qui, contrairement aux électrolytes liquides, est ininflammable. »

« Une nouvelle frontière s’ouvre avec l’utilisation du lithium métallique, qui permet d’atteindre des densités d’énergie plus élevées sans faire appel à des éléments peu écologiques, comme le cobalt », a affirmé Michel Armand, chercheur à CIC Energigune. « On fait plutôt appel à un dérivé du fer, une matière simple et écologique. Par ailleurs, moins de cuivre est nécessaire pour l’assemblage de la batterie. »

Cette technologie a été présentée dans un article paru dans la prestigieuse publication scientifique « Nano Letters ». Pour la première fois, les chercheurs ont montré des images en coupe d’une batterie chargée et déchargée réalisées au moyen d’un microscope à balayage électronique.

Cette percée scientifique est complémentaire à celle annoncée par Hydro-Québec en février 2015. Celle-là concernait les matériaux pour la cathode, l’autre composante principale des batteries rechargeables.

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Mise à jour #2 : 
Le graphique représentant la densité d'énergie a été modifié dans le communiqué de presse d'Hydro-Québec.
Le premier graphique représentait les valeurs au niveau du "pack complet de batteries", établi à 82 Wh/kg. Le nouveau graphique représente plutôt la densité au niveau d'une cellule individuelle. À 157 Wh/kg, cette valeur est presque le double de la valeur du "pack de batteries" ce qui confirme que le poids des cellules dans un pack représente un peu moins de 50% du poids total.

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Référence :
P. Hovington, M. Lagace?, A. Guerfi, P. Bouchard, A. Mauger, C. M. Julien, M. Armand et K. Zaghib, « New Lithium Metal Polymer Solid State Battery for an Ultrahigh Energy: Nano C?LiFePO4 versus Nano Li1.2V3O8 », in Nano Letters, vol. 15, no 4. American Chemical Society (2015).


À propos de CIC Energigune
CIC Energigune, un nouveau centre de recherche sur l’énergie ayant son siège social en pays Basque (Espagne) se donne pour objectif d’être un meneur international de la recherche scientifique. Ses recherches portent sur les sciences des matériaux et leurs applications au stockage de l’énergie. Comptant plus de 70 chercheurs disposant d’un équipement de recherche de pointe, le centre a investi plus de 40 M€ au cours des six dernières années. Pour plus d’information, visitez le www.cicenergigune.com ou suivez nous sur Twitter (@cicenergigune).


À propos d’Hydro-Québec
Hydro-Québec produit, transporte et distribue de l’électricité. Premier producteur d’électricité du Canada, l’entreprise est également un des plus grands producteurs d’hydroélectricité du monde. Son unique actionnaire est le gouvernement du Québec. Son institut de recherche, l’IREQ, fait de la recherche-développement dans le domaine de l’énergie, notamment sur l’efficacité énergétique et le stockage de l’énergie. Les investissements annuels d’Hydro-Québec en recherche se chiffrent à 100 millions de dollars. Pour plus d’information : www.hydroquebec.com.

Source: Hydro-Québec
Collaboration: Dany Labrecque