L'avenir des batteries

La nouvelle technologie de batterie pourrait non seulement permettre l'adoption massive des véhicules électriques, mais elle pourrait également être la clé de l'énergie propre. Dans cette interview exclusive, le PDG, le Dr Doron Myersdorf, aborde certains des problèmes liés aux batteries de véhicules électriques et comment ils peuvent être résolus, le stockage de l'énergie et les développements futurs

Pour tous ceux qui n'ont pas entendu parler de StoreDot, pouvez-vous expliquer ce que vous faites ?

Nous développons des matériaux innovants pour la charge ultra-rapide des batteries Li-ion. Nous voulons pouvoir recharger complètement les véhicules en cinq minutes.

Le secrétaire général d'Amnesty International aurait déclaré :"Chaque étape du cycle de vie des piles, de l'extraction minière à l'élimination, comporte des risques pour les droits de l'homme et l'environnement. Êtes-vous d'accord avec cette affirmation ?

Oui! C'est pourquoi nous avons développé des laboratoires de pointe pour la synthèse de matériaux organiques qui peuvent réduire au minimum ou même remplacer certains des matériaux problématiques tels que le cobalt.

La demande ne faisant qu'augmenter, que peut-on faire pour réviser cette source d'énergie ?

De nouveaux matériaux innovants sont nécessaires pour améliorer la densité énergétique et la durabilité des batteries.

Les fabricants de batteries disent que les batteries dureront environ dix ans, mais quelles sont les chances de pouvoir ensuite retirer cette batterie et l'utiliser dans d'autres applications ?

Très haut. L'utilisation de batteries de seconde vie est un domaine émergent et prend en charge l'équilibrage du réseau ainsi que la mise en mémoire tampon pour les stations de recharge rapide.

Le camping-car concept Nissan x OPUS utilise des batteries EV de seconde vie

Et qu'en est-il de la fin de vie ? Comment pouvez-vous prendre les technologies et les matériaux des composants et les réutiliser ou les recycler ?

C'est un énorme défi dans lequel les entreprises commencent seulement à investir sérieusement. Comme les économies d'échelle n'étaient pas là jusqu'à récemment, ce domaine est encore naissant. Si plus de recherche et de développement étaient investis dans ce domaine, il y aurait plus de capacités pour extraire les matériaux.

Actuellement, toutes les principales batteries, y compris celle de la Nissan LEAF, sont basées sur la technologie lithium-ion, et la plupart des chercheurs pensent que les améliorations apportées aux cellules Li-ion peuvent contenir au plus 30 % d'énergie en plus en poids. Cela signifie que les cellules li-ion ne donneront jamais aux voitures électriques l'autonomie de 800 kilomètres d'un réservoir d'essence. Comment pouvons-nous changer ceci? Quelles autres technologies pourraient être commercialement viables ?

Charge ultra-rapide [c'est-à-dire cinq minutes] peut atténuer l'anxiété liée à la distance d'une manière différente. StoreDot propose qu'au lieu de sur-concevoir de grosses batteries [c.-à-d. pour 800 km], nous offrirons au conducteur une expérience de charge aussi rapide que le plein, avec un certain compromis sur l'autonomie globale. Le fait que vous puissiez recharger instantanément votre voiture vous donnerait un kilométrage presque illimité, de sorte que l'anxiété liée à l'autonomie disparaîtrait complètement.

En quoi la création d'une nouvelle batterie utilisant des métaux de platine pourrait-elle être positive pour l'industrie ?

Cette technologie n'est toujours pas disponible pour les véhicules électriques. Le platine et le palladium nécessitent des recherches beaucoup plus poussées pour libérer le potentiel des chimies des batteries lithium-air et lithium-soufre afin d'augmenter leurs capacités de décharge et leur cyclabilité. Une autre décennie au moins de R&D est nécessaire pour commercialiser une telle nouvelle technologie de batterie.

Et qu'en est-il des batteries à semi-conducteurs ?

L'état solide est l'endroit où vous remplacez les électrolytes dans les batteries, le liquide, par un matériau solide qui permet une densité d'énergie beaucoup plus élevée qui est également plus sûre. Ils sont également une autre grande promesse qui nécessite une innovation critique de nouveaux matériaux. C'est intéressant pour les petites batteries, mais pas aussi viable pour les VE dans les années à venir. À mon avis, ils ne sont particulièrement pas pertinents pour une charge rapide, car les défis liés à la chaleur sont trop importants.

Il est clair que VW pense différemment de StoreDot après avoir finalisé un accord avec QuantumScape pour permettre un niveau industriel de production de batteries à semi-conducteurs

Comment les améliorations apportées au logiciel et au matériel peuvent-elles augmenter l'autonomie de la batterie et stocker plus d'énergie ?

Les systèmes de gestion de batterie (BMS) des véhicules électriques sont de plus en plus sophistiqués et peuvent gérer en temps réel la santé des cellules tout en garantissant une utilisation optimale en fonction des habitudes de conduite du conducteur et des conditions routières et climatiques changeantes.

La densité énergétique des batteries devra être considérablement augmentée si les véhicules électriques doivent être adoptés en masse, mais leur coût devra également diminuer. Comment rendre les batteries moins chères ?

En raison de la plus grande échelle de production aujourd'hui, l'amélioration organique en glissement annuel du Li-ion est de 5 %. tandis que le coût est réduit d'un taux similaire. De plus, des matériaux nouveaux et innovants tels que ceux développés par StoreDot peuvent doubler ce taux organique. Ainsi, d'ici 2030, le coût atteindra 75 $ par kWh. De toute façon, les prix baissent régulièrement avec l'offre et la demande.

Comment pouvons-nous rendre les batteries plus sûres ?

La sécurité est le paramètre le plus important dans la conception de nos batteries. Chez StoreDot, nous avons introduit des séparateurs en céramique ainsi que des additifs anti-incendie dans la formulation et la structure des cellules. Nous effectuons des dizaines de tests de sécurité pour chaque formulation et utilisons Data Science pour identifier les batteries les plus sûres qui atteindront les niveaux de sécurité PPB (Part per Billion) et seront beaucoup plus sûres qu'un véhicule à moteur à combustion.

Comment voyez-vous le stockage de l'énergie jouer un rôle dans la transition des économies vers des sources d'énergie à faibles émissions de carbone ?

Le problème de l'humanité jusqu'à il y a 50 ans était de savoir comment produire de l'électricité, lorsque les compagnies d'électricité ont commencé à brûler du charbon et du gaz, etc. Ce problème est maintenant moins pertinent car nous avons des alternatives aux combustibles fossiles. Ainsi, le problème majeur a changé et maintenant le défi est la capacité de déplacer cette énergie et de la mettre à la disposition des gens où et quand ils en ont besoin, et de garder les villes exemptes de combustibles fossiles. Les batteries jouent un rôle clé dans l'utilisation de sources d'énergie alternatives et leur acheminement jusqu'au « dernier kilomètre ».

Renault accompagne la transition énergétique en réutilisant les batteries de ses véhicules électriques pour le stockage d'énergie stationnaire.

Une transition complète vers les énergies renouvelables nécessitera plus de capacité de batterie qu'il n'en existe actuellement dans le monde. La production mondiale de batteries lithium-ion est d'environ 35 gigawattheures par an. Cela va augmenter, mais même avec de nouveaux matériaux d'électrode, il est douteux que les batteries puissent répondre aux besoins mondiaux en électricité. Comment pouvons-nous résoudre ce problème ?

Les batteries ne seront pas la seule solution pour stocker l'énergie. Il existe d'autres solutions telles que les piles à combustible, les volants d'inertie, etc., qui permettent de stocker de l'énergie. Néanmoins, pour une voiture de tourisme, la solution la plus efficace dans les décennies à venir reste les batteries li-ion; cependant, il pourrait y avoir des progrès dans les batteries au LSD ou les cellules à hydrogène à l'avenir. L'usine Giga de Tesla/Panasonic au Nevada était de 35 GwH en 2014, donc je pense que le chiffre que vous avez cité aujourd'hui est au moins trois fois plus élevé.

Quand pensez-vous que le point de basculement des véhicules électriques arrivera ?

2025

De quel développement futur êtes-vous le plus enthousiaste ?

La possibilité d'utiliser les véhicules électriques non seulement comme véhicule, mais aussi comme alimentation de secours pour la maison, ainsi que l'équilibrage du réseau électrique, de sorte qu'avec le soutien de l'IA, le problème global de stockage d'énergie dans le monde soit optimisé pour tous les véhicules, les maisons et le Réseau dans un continuum. De cette façon, nous pouvons économiser un problème global optimal d'énergie au lieu de résoudre un problème local véhicule par véhicule.

Un projet collaboratif entre Zero Carbon Futures et SR Technology Innovations explore la possibilité d'exploiter l'énergie des batteries de VE comme stockage d'énergie dans un environnement domestique ou de travail, soit pour recharger des véhicules, fournir une source d'alimentation de secours ou réinjecter de l'énergie dans le réseau

Donc, à votre avis, les véhicules électriques sont la seule voie à suivre, car ils résolvent non seulement les problèmes de zéro émission, mais aussi de nombreux autres problèmes ?

Exactement, mais n'oublions pas que les gros véhicules sont en révolution cette année, et que les VE deviennent connectés et autonomes. Toutes ces mégatendances se conjuguent avec la révolution des véhicules électriques, et la recharge rapide est au centre de cette tempête parfaite. Mais ces choses prennent du temps à se développer afin de rendre l'expérience complète rapide et pratique.

Avez-vous quelque chose à ajouter ?

Juste l'idée que pour vraiment faire passer les véhicules électriques à l'étape suivante, vous avez besoin d'une nouvelle technologie de batterie. C'est pourquoi nous avons lancé StoreDot, pour mettre la recherche et le développement dans des batteries nouvelles et améliorées.