Batteries rechargeables, piles... Innovations, progrès...

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Commercialisation anticipée des batteries rechargeables au Japon

Les géants japonais de l'électronique anticipent la vente des batteries rechargeables en raison des coupures de courant programmées cet été dans l'Archipel.

L'entreprise Toshiba commencera à vendre ses batteries dès juin et non plus courant 2012, comme initialement prévu.

A l'origine, ces piles à usage privé étaient destinées à recharger les véhicules électriques. Une batterie produisant un kilowatt heure est suceptible de maintenir la température d'un réfrigérateur durant une dizaine d'heures.

Panasonic prévoit également de commercialiser, avant l'été, ses propres batteries au lithium utilisées pour les ordinateurs.

Ces batteries peuvent être rechargées la nuit, lorsque l'alimentation est optimale.


Source NHK 08/05/2011

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Des accumulateurs lithium-ion sans métaux rares

Une équipe de chercheurs japonais a développé des piles lithium-ion sans métaux rares.

Les piles de ce type sont utilisées dans les ordinateurs et les téléphones portables. Le cobalt, un métal rare utilisé dans ces piles, est produit dans un nombre limité de pays et son prix fluctue de manière importante.

Les chercheurs, dont Yasushi Morita, maître de conférences à l'Université d'Osaka, et Takeji Takui, professeur à l'Université municipale d'Osaka, ont substitué du trioxotriangulène, un matériau organique produit à partir du pétrole, au cobalt.

Selon l'équipe, les nouvelles piles peuvent stocker presque deux fois plus d'électricité que les autres modèles.

NHK 17/10/2011

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Les batteries lithium-ion pourraient voir leur autonomie décuplée et le temps de recharge se réduire à un quart d’heure : c’est ce que démontre une équipe de physiciens. L’astuce : modifier la structure des électrodes pour les rendre plus efficaces, avec du graphène, du silicium et des trous.

Aujourd’hui dominantes dans les appareils mobiles, les batteries dites lithium-ion voient leurs performances stagner depuis quelques années. Or elles ne suffisent pas ! Elles sont trop grosses pour les mobiles, par exemple, et certains cherchent à en réduire l'épaisseur, jusqu'à les rendre imprimables voire incluses dans un vêtement. Au fil des ans, la baisse de consommation des circuits électroniques ne compense que peu ou pas du tout l’augmentation de puissance des smartphones, avec leurs écrans grandissants et leurs appareils photo sophistiqués.

Une équipe de l’école McCormick (Northwestern University, Chicago, États-Unis) vient de montrer une voie pour améliorer drastiquement ces batteries au prix d’une modification somme toute mineure de l’anode. Leur trouvaille, publiée dans la revue Advanced Energy Materials, multiplierait par dix la capacité. « Même après 150 recharges – ce qui correspond à une année d’utilisation –, notre batterie est encore cinq fois plus efficace que les modèles neufs du commerce » explique dans le communiqué Harold H. Kung, auteur principal de la publication. De plus, le temps de recharge, affirme l’équipe, descend à 15 minutes.

C’est dans l’intimité du fonctionnement de la batterie que réside l’innovation. Dans un modèle classique, l’anode (l’électrode négative, donc le « - » de la batterie) est constitué de graphite, du carbone pur (la mine de nos crayons) où les atomes sont organisés en plans – le graphène – empilés les uns sur les autres. Quand la batterie débite du courant, les ions lithium, via l’électrolyte, se déplacent de la cathode (qui contient des oxydes de lithium) vers l’anode et s’y accrochent. L’un des facteurs qui déterminent la capacité d’une batterie à maintenir sa charge est la quantité d’ions lithium qui peuvent s’accumuler sur l’anode (et sur la cathode pendant la recharge).

Les chimistes de McCormick ont conservé l’idée du graphite mais ont glissé entre les feuilles de graphène des amas de silicium. Sur un plan de graphène, en effet, un atome de lithium se fixe sur un ensemble (hexagonal) de six atomes de carbone, et pas davantage. Or un seul atome de silicium peut retenir quatre atomes de lithium. L’équipe explique avoir essayé de remplacer le graphite par du silicium mais cela ne donne pas de bons résultats : l’anode se fragmente et se détériore rapidement. D’où l‘idée des amas de silicium inclus entre les feuilles de graphène. Voilà donc la capacité augmentée.

Pour accélérer la recharge, les scientifiques ont perforé le graphène, par oxydation, pour percer les feuilles de trous de 10 à 20 nanomètres de diamètre. En effet, lors de la charge, les ions lithium viennent se coller sur la surface de carbone, s’y fixent tout de suite, ou, quand toutes les places sont occupées, continuent leur chemin jusqu’au bord de la feuille et passent sur l’autre face pour tenter leur chance à l’étage inférieur, comme une voiture dans un parking souterrain. En leur proposant des trouées, on accélère la vitesse de leur pénétration dans l’épaisseur et donc la rapidité de la charge.

Si l’explication de la prouesse est relativement simple, les résultats quantitatifs sont étonnants. Multiplier par dix la capacité d’une batterie sans toucher au principe de son fonctionnement, ce n’est pas rien… Les difficultés d’industrialisation du procédé ne sont pas précisées : on est encore au laboratoire. D’ailleurs, ces chimistes affirment qu’ils n’ont pas dit leur dernier mot car ils veulent maintenant s’attaquer à la cathode, celle qui contient le lithium, et qui pourrait peut-être en stocker davantage, ou le lâcher plus facilement, ce qui augmenterait la capacité ou le débit. L'angoisse de la batterie vidée dans la journée disparaîtra-t-elle ?

Futura Sciences 23/11/2011

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Los Angeles - Le fabricant californien des véhicules électriques de luxe Tesla a dévoilé jeudi une batterie pour domicile destinée selon le fondateur de la société Elon Musk à changer la totalité de l'infrastructure énergétique dans le monde.

Cette batterie baptisée Tesla Powerwall peut stocker l'électricité fournie par des panneaux solaires ou par le réseau électrique au moment où celui-ci fournit de l'électricité bon marché, notamment pendant les heures de nuit, a précisé la société. La batterie peut également servir en cas de coupure de courant, a ajouté Tesla.

 MobiLives 30/4/2015

La Tesla Powerwall sera une grande avancée pour les communautés les plus pauvres du monde, a ajouté le patron de Tesla, car elle permet de se passer des réseaux électriques.

Tesla avait annoncé l'année dernière la construction de la plus grande usine mondiale de batteries lithium-ion dans l'état américain du Nevada, une usine géante de 5 milliards de dollars en collaboration avec le géant japonais de l'électronqiue Panasonic.

Elon Musk est un entrepreneur d'origine sud-africaine, qui est devenu une star pour ses succès aussi bien dans l'automobile que dans l'industrie spatiale privée (SpaceX). Auparavant, il avait fait fortune grâce à la société de paiements sur internet PayPal.

Romandie 1/5/2015

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Quelques jours après l'annonce faite par l'entreprise Tesla de commercialiser une batterie pour stocker l'électricité produite par les panneaux solaires, le carnet de commande est déjà rempli jusqu'à 2016 !


 Le Powerwall, la nouvelle batterie de Tesla, présentée à Hawthorne, en Californie, le 30 avril 2015 AFP


Il aura fallu moins d'une semaine pour qu'une annonce se transforme en une déferlante de commandes. Jeudi 30 avril 2015, Elon Musk, le fondateur (entre autres) de l'entreprise de véhicules électriques de luxe "Tesla", annonçait un nouveau produit : le Powerwall. Une grosse batterie lithium-ion recouverte d'une coque élégante, destinée à coloniser massivement les habitations. L'objectif de Tesla est ainsi d'accélérer la transition vers les énergies renouvelables (photovoltaïque notamment) tout en prenant dès à présent pied dans ce marché juteux.

Et l'enthousiasme a visiblement dépassé toutes les attentes puisque Elon Musk a affirmé, durant une conférence de présentation des résultats trimestriels de Tesla, avoir déjà enregistré 38000 réservations (dont 2800 de la part d'entreprises). "Nous sommes pratiquement déjà en rupture de stock jusqu'à la moitié de l'année prochaine", a-t-il déclaré. 

Cet équipement relativement peu encombrant (1 m 30 de haut, 86 cm de large et 18 cm de profondeur) est décliné en deux versions d'une capacité de 7 kWh et 10 kWh et vendues respectivement au prix de 3000 et 3500 dollars. Leur production pourrait commencer durant le troisième trimestre 2015, avec des premières livraisons début 2016 (aux États-Unis) puis en fin d'année en Europe, détaille Tesla.


Sciences et avenir 9/5/2015

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Washington - Des chercheurs ont fait part de progrès dans la mise au point d'une batterie lithium-air qui donnerait potentiellement aux voitures électriques une autonomie équivalente aux véhicules à essence.

Cette batterie à très forte densité en énergie peut, au stade actuel de développement en laboratoire, être rechargée plus de deux mille fois, assurent les chercheurs dont les travaux sont publiés dans la revue scientifique américaine Science.

 Les piles de démonstration ont été testées dans des flacons scellés, entourées par de l'oxygène pur et une humidité contrôlée. Tao Liu & al. / Science

Ces batteries également appelées lithium-oxygène ont une capacité énergétique théorique dix fois supérieure aux accumulateurs lithium-ion actuels. Elles seraient donc idéales pour doter les voitures électriques d'une autonomie de plus de 600 km par charge, ce qui serait comparable à l'essence.

De plus, ces batteries pèseront un cinquième de celles qui sont actuellement sur le marché et leur prix serait également divisé par cinq, selon ces scientifiques de l'Université de Cambridge au Royaume-Uni.

Ils sont parvenus à surmonter certaines des difficultés présentées par cette technologie. Ils utilisent ainsi des électrodes très poreuses en carbone ainsi que des substances permettant d'altérer les réactions chimiques dans la batterie ce qui permet de la rendre plus stable et plus efficiente.

 NewsBeat Social 30/10/2015

Bien que ces résultats soient prometteurs, ces chercheurs estiment qu'il faudra encore au moins dix ans avant qu'une batterie opérationnelle soit mise au point. Ce que nous sommes parvenus à faire représente une avancée significative pour cette technologie et pourrait ouvrir un ensemble de nouveaux champs de recherche..., estime la professeur Clare Grey du département de chimie de l'Université de Cambridge, principal auteur de ces travaux.

Nous n'avons pas résolu tous les problèmes inhérents à cette chimie mais nos résultats font avancer les choses vers la mise au point d'une batterie pouvant bien fonctionner, a-t-elle ajouté.

Les batteries semblent pour le moment échapper aux progrès de nombreuses autres technologies de notre quotidien, qui se miniaturisent, sont plus rapides et coûtent moins cher, relèvent ces chercheurs. Outre le fait que les smartphones pourraient être utilisés pendant plusieurs jours sans devoir être rechargés, le retard dans la mise au point de nouvelles batteries empêche l'adoption par le plus grand nombre de deux technologies propres majeures: la voiture électrique et le stockage de l'énergie solaire.



Romandie 1/11/2015 - Référence Science : DOI: 10.1126 / science.aac7730 (publication 30/10/2015)

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Paris - Des chercheurs français ont annoncé vendredi avoir mis au point un nouveau type de batteries au sodium qui pourrait être une alternative aux batteries au lithium et permettre le stockage d'énergies renouvelables.

Le lithium est utilisé actuellement dans les batteries des appareils électroniques portatifs, les tablettes, les ordinateurs portables et dans celles des véhicules électriques. Mais les ressources de lithium sont très localisées sur Terre, contrairement au sodium, mille fois plus abondant et laissant percevoir une baisse de coût important. 

Le Sodium, un avenir pour le développement des batteries #NA-Ion https://t.co/4MjijsGxJ0 https://t.co/uCzpXUMbe6

— Chimie au CNRS (@INC_CNRS) 27 Novembre 2015

Le fonctionnement de ce nouveau prototype, dont la mise au point par des chercheurs du CNRS et du CEA est annoncée dans un communiqué, s'inspire de celui des batteries lithium-ion. Des ions sodium transitent d'une électrode à l'autre dans un milieu liquide, au fil des cycles de charge et de décharge.

Le prototype est d'un même format que celui des batteries lithium-ion aujourd'hui commercialisées (un cylindre de 1,8 cm de diamètre sur 6,5 cm de hauteur). Et ce pour faciliter le passage d'une batterie à l'autre, notamment pour la fabrication.

La quantité d'électricité que l'on peut y stocker atteint 90Wh/kg, un chiffre comparable à celui des batteries lithium-ion à leur début, précise le CNRS. Et 2.000 cycles de charge et de décharge devraient être possibles sans perte de performance. Cette batterie est capable à la fois de se charger très rapidement et de restituer son énergie très vite, selon le communiqué.

Le prototype étant finalisé, la prochaine étape est d'optimiser et de fiabiliser les procédés en vue d'un futur déploiement industriel.


Romandie 27/11/2015