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laurent

Il n'y a rien de mieux que la batterie Lithium-Ion qui sera bientôt là

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Les visionnaires de l'énergie propre soutiennent depuis longtemps que le monde a besoin d'une meilleure batterie capable de vendre les voitures électriques aux consommateurs sceptiques, et d'avoir un réseau électrique avec des énergies renouvelables. Et pourtant, la batterie de l'avenir - du moins pour la prochaine décennie - sera presque certainement la batterie du passé.

L'humble batterie lithium-ion a acquis une telle avance sur le marché que les technologies concurrentes peuvent avoir du mal à rattraper son retard. Cette avance ne fera que s’élargir avec la vague de nouvelles usines de lithium-ion prévues dans les cinq prochaines années.

Les batteries provenant de nouvelles usines en Chine, aux États-Unis, en Thaïlande et ailleurs vont continuer à faire baisser les prix, qui ont déjà chuté de 85% depuis 2010. Et les milliards dépensés dans les usines vont constituer un puissante incitatif pour le secteur pour continuer de peaufiner la technologie lithium-ion, l’améliorant petit à petit, plutôt que d’adopter autre chose.

De nombreuses startups se concentrent maintenant sur la mise à niveau des batteries lithium-ion plutôt que sur la concurrence. «Nous ne pensons pas que l'ion lithium va être perturbé», a déclaré Erik Terjesen, directeur principal des licences et de la stratégie chez Ionic Materials Inc. La société de Terjesen, dans le Massachusetts, est l'une des nombreuses entreprises qui tentent de perfectionner les batteries à semi-conducteurs, souvent présentées comme telles. le successeur probable d'ion lithium. Les piles à semi-conducteurs promettent, entre autres choses, de retirer le liquide inflammable qui peut occasionner l’incendie occasionnel des piles au lithium dans les ordinateurs portables et les voitures.

Mais Ionic n’essaye pas de remplacer le lithium ion. Au lieu de cela, la société a conçu son électrolyte polymère pour fonctionner à l'intérieur de batteries existantes. Cela signifie que toutes ces nouvelles usines peuvent l'utiliser sans acheter de nouveaux équipements coûteux. "Nous ne croyons pas, compte tenu de tous les investissements dans le lithium ion, que les gens vont jeter cela par la fenêtre et recommencer à zéro", a déclaré Terjesen.

Inventée par un chercheur d'Exxon Mobil Corp. dans les années 1970 et commercialisée par Sony en 1991, la technologie lithium-ion rechargeable existe depuis des décennies. La batterie de base fonctionne en envoyant des atomes de lithium chargés, ou des ions, à travers une substance électrolytique liquide, en faisant la navette entre une cathode positive et une anode négative. Bricoler avec différents matériaux dans la cathode - cobalt, nickel et manganèse - a augmenté la quantité d’énergie des piles. Ce qui a commencé dans l'électronique grand public, comme les téléphones sans fil, se retrouve maintenant dans les voitures électriques et est connecté au réseau électrique.

«C’est une technologie très polyvalente qui permet donc, chaque fois que cela devient meilleur marché, d’accroître la demande», a déclaré Logan Goldie-Scot, responsable de la recherche sur le stockage de l’énergie à BloombergNEF. Les prix des packs de batteries lithium-ion, qui ont atteint en moyenne 1 160 dollars le kilowatt heure en 2010, ont atteint 176 dollars le kWh l'année dernière et pourraient tomber sous la barre des 100 dollars en 2024, selon BloombergNEF. La baisse continue des prix, combinée à l'amélioration des performances, ouvrira probablement de nouveaux marchés.

Tout le monde n'est pas convaincu que le lithium-ion peut tout faire. Certains grands constructeurs automobiles recherchent une technologie révolutionnaire qui permettra aux véhicules électriques à longue portée, capables de parcourir peut-être 500 miles, de convaincre les consommateurs réticents de ne pas manquer de puissance sur la route. Toyota Motor Corp., par exemple, dispose de beaucoup plus de brevets et de demandes de brevets pour les batteries à semi-conducteurs que toute autre société et investit 13,9 milliards de dollars dans ses activités de fabrication de batteries.

La nécessité de stocker de l'énergie renouvelable en vrac pourrait nécessiter des technologies de batterie alternatives. Bien que des entreprises telles que Tesla Inc. et Dynegy Inc. aient déjà commencé à brancher des batteries lithium-ion au réseau, les installations fournissent généralement de l'électricité pendant seulement quatre heures. Dans une interview accordée à Bloomberg en février, l’ancien secrétaire américain à l’Energie, Ernest Moniz, a déclaré que ce type de stockage de l’énergie à court terme ne contribuerait pas à intégrer de grandes quantités d’énergie renouvelable. "Cela ne va pas durer un jour, une semaine, un mois, une saison", a déclaré Moniz, qui a récemment co-rédigé un rapport appelant à davantage d'investissements dans la recherche dans les batteries. "C’est la raison pour laquelle vous avez besoin d’approches différentes."

Beaucoup d'alternatives, des volants aux piles à courant continu, n'ont pas réussi à s'imposer, tandis que le marché devient de plus en plus confortable avec le lithium ion. Primus Power of California, par exemple, propose une batterie à décharge capable de produire 25 kilowatts d'électricité pendant cinq heures, et le chef de la direction, Tom Stepien, a déclaré que les améliorations apportées à la conception actuelle pourraient porter la production à sept ou huit heures. Les batteries Flow pompent des électrolytes liquides à travers les cellules de la batterie lorsque l’électricité est nécessaire.

«Le lithium est un sprinter», a-t-il déclaré. «Flow est un coureur de marathon.» Mais Stepien reconnaît la difficulté de convaincre les clients potentiels de parier sur une technologie moins familière. Primus a déployé 30 de ses systèmes à ce jour, principalement au cours des trois dernières années. "Le lithium est plus rentable, à la mode, ce que tout le monde va faire aujourd'hui - bien sûr", a déclaré Stepien.

Ce pouvoir restant a attiré des entrepreneurs qui ont insisté sur le fait que les batteries lithium-ion pouvaient encore être grandement améliorées, et pas seulement en gains supplémentaires.

La poudre dans les mains de Gene Berdichevsky ressemble à de la poussière de charbon de bois. Mais cela pourrait augmenter de 20% ou plus le stockage d'énergie d'une batterie lithium-ion, selon Berdichevsky, cofondateur et directeur général de Sila Nanotechnologies.

«Je pense que le lithium ion peut absolument dominer tout le stockage, mais vous devez vraiment vous lancer dans de nouvelles chimies pour le faire», a-t-il déclaré lors d'une visite au siège de Sila dans la région de San Francisco, où une nouvelle Tesla sur le parking arbore [cœur] Li-ion ”plaque d'immatriculation.

La poudre à base de silicium de Sila peut être transformée en anode. Au niveau atomique, le silicium peut contenir plus de lithium que le carbone contenu dans le graphite, le matériau d'anode le plus courant, ce qui signifie que les batteries utilisant le produit Sila peuvent stocker plus d'énergie. La société a collecté environ 125 millions de dollars à ce jour et a formé un partenariat avec le groupe BMW pour développer cette technologie.

Berdichevsky a déclaré que tout concurrent proposant une architecture de batterie radicalement différente aura du mal à pénétrer le marché, car les fabricants de batteries construisent leurs usines et les prix continuent de baisser. Sous l'impulsion de la production croissante de voitures électriques, la capacité de fabrication de batteries lithium-ion dans le monde a presque triplé ces cinq dernières années, selon les données de BloombergNEF. La capacité est maintenant de 302,2 gigawatts / heure et des centrales produisant 603,8 GWh supplémentaires devraient ouvrir au cours des cinq prochaines années.

"L'ancienneté de l'échelle de fabrication est incroyable, et je pense que les gens l'ignorent", a déclaré Berdichevsky. «C’est beaucoup d’investissement et nous pouvons utiliser ces rails. Et tous ceux qui peuvent utiliser ces rails ont un avenir plus prometteur que ceux qui disent: «Nous allons complètement changer les rails».

Traduction du texte original Battery Reality: There’s Nothing Better Than Lithium-Ion Coming Soon

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