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Les batteries ions-fluorure enfin intéressantes ?

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La batterie aux ions fluorure n’est pas nouvelle. Mais jusqu’à présent elle avait de sérieux inconvénients. Désormais, la Nasa et Honda (entre autres) sont confiants pour une commercialisation rapide de ces batteries qui sont 8 à 10 fois plus denses que les batteries lithium-ion.

La batterie aux ions fluorure (ou FIB) utilise les ions du fluor (F) pour assurer la conductivité à l’intérieur de la batterie. Découverte dans les années 70, elle a un énorme inconvénient. En effet, elle ne fonctionne qu’au-dessus de 150°, température à partir de laquelle l’électrolyte au fluorure devient conducteur.

C’est pour cela qu’elle a été longtemps remisée dans les labos de recherche. Sauf qu’elle a aussi un joli avantage cette technologie de batterie. Elle permet une densité énergétique de 8 à 10 fois celle des batteries lithium-ion actuelles. En gros, pour le même poids, on a 8 à 10 fois plus d’énergie et donc d’autonomie pour un véhicule électrique. A l’inverse, pour une même autonomie, on divise le poids par 8 à 10 !

Honda s’est associé à la Nasa donc, mais aussi au California Institute of Technology (Caltech) pour travailler sur cette nouvelle génération d’accumulateurs. Ils viennent de publier les résultats de leurs recherches. Pour ceux qui ne veulent pas lire l’étude en entier, voici un résumé (et traduit, que demande le peuple ?).

Des sels de fluorure d’alkyle ammonium quaternaire

 ABSTRACT

Les batteries aux ions fluorure sont potentiellement des dispositif de stockage électrochimique de « prochaine génération » qui offrent une haute densité énergétique. Actuellement, ces batteries sont limitées par un fonctionnement à haute température car les électrolytes ions fluorure conducteurs connus sont tous solides. Nous avons trouvé un électrolyte conducteur, aux ions flurorure, liquide, avec une haute conductivité ionique, un voltage important, et une stabilité chimique robuste, basé sur des sels de fluorure d’alkyle ammonium quaternaire (*) dans de l’éther.

En mariant ce liquide avec une cathode de cuivre-tri fluorure de lanthane, nous avons prouvé que les réactions de « fluorination » et « défluorination » sont réversibles au sein d’une cellule opérée à température ambiante. L’utilisation de ions fluorure offre un moyen d’aller au-delà des capacités offertes par la technologie lithium ion.

Plusieurs avantages

Outre une densité largement supérieure, les FIB ont pour elles de ne pas (pour le moment) utiliser de métaux rares ou polluants. Désormais, il va falloir pousser les tests sur ces nouvelles batteries pour voir le nombre de cycles (Honda évoque tout de même une stabilité chimique « robuste ») etc. avant de passer à une production en série. Le véhicule électrique à batterie n’en n’est qu’à son balbutiement.

Evidemment, ces batteries FIB pourront être utilisées dans tous les appareils électroniques. Ainsi, imaginez un téléphone avec 10 jours d’autonomie ou plus ou des ordinateurs tenant une journée sans être branchés.

D’autres pistes de nouvelles batteries sont actuellement explorées. Il y a les améliorations des batteries lithium (on citera les cathodes au graphène, etc.). Mais également une technologie dite « métal air » prometteuse en laboratoire mais qui peine à avancer.

(*) Le « tetraalkylammonium » ou alkyle ammonium quaternaire est une famille de composés chimiques avec un ion ammonium associé à 4 alkyles. Les alkyles sont des alcanes (hydrocarbures) ayant perdu un atome d’hydrogène. On citera le méthyle, éthyle, propyle, butyle pour les 4 premiers (dérivés du méthane, éthane, propane, butane bien connus). Ces sels sont très utilisés dans des domaines aussi différents que les shampoings, adoucissants, désinfectants, et même à l’état naturel dans notre corps (triméthylglycine par exemple).

Illustration : Honda

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19 Commentaires sur "Les batteries ions-fluorure enfin intéressantes ?"

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AlphaSyrius
Invité

Excellente nouvelle.
J’en avais parle ici, avec tout l’argent qui est dépensé par les entreprises privées, les instituts de recherche et les universités, il est certain qu’un saut technologique ferait évoluer les batteries.
A voir si c’est cette technologie au fluorure ou pas, mais une solution viendra. Et ce sera probablement le vrai démarrage de la voiture électrique qui aujourd’hui est contraint par une capacité massique et volumique bien trop faible de la techno Li-ion, et qui utilise des métaux rares.

seb
Invité
« Ainsi, imaginez un téléphone avec 10 jours d’autonomie ou plus ou des ordinateurs tenant une journée sans être branchés. » Là on peut toujours rêver. Les batteries des smartphones sont de plus en plus grosse (en kwh pas en dimensions/poids) mais l’autonomie ne fait que diminuer. Le Galaxy S9 a 4 core à 1.9 Ghz + 4 core à 2.9 GHz et 6 Go de RAM, il y a des PC avec moins de core et moins de RAM. Les logiciels seraient un minimum optimisés on n’aurait pas besoin d’autant de puissance dans un téléphone et on aurait déjà des téléphones… Lire la suite >>
Scal
Invité

Et donc on retombe sur une densité energétique de carburant fossile (essence ou gazole) ? Du coup, ce serait la mort pure et simple du thermique, même hybride ?! Cette techno serait accessible au quidam de base à quel horizon ?

Nicolas
Invité

Le problème se posera ailleurs : temps de recharge, puissance du réseau, source de production.
Sinon, diminuer le poids des véhicules est primordial pour des questions de sécurité et pollution.

wizz
Membre

diminuer la vitesse aussi
Ec = 1/2 * m * V²

(par exemple, il suffit de voir le passage du crashtest E-Ncap passer de 56km/h à 64km/h pour s’en convaincre)

SGL
Invité

Bonne question de @Scal
Quand peut-on raisonnablement espérer voir ces batteries débarquer en série sur les VE en masse.
Est-ce pour la période 2020-25, 2025-30 ou pour l’après 2030 ?

So chaud
Invité

C’est effectivement un vrai dilemme aujourd’hui de changer de voiture. Une thermique dans 5 ou 6 sera probablement difficile à vendre é région parisienne.

Il faut alors se tourner vers l’électrique. L’hybride ne correspond pas à tout les usages, le full électrique à encore une offre bien trop maigre et les effets d’annonce tel que cet article vous font prendre conscience que ces premieres itérations vont vite être techniquement obsolètes et donc inrevendables.

Bref la basculement vers l’électrique ne va pas se faire sans sacrifiés les acheteurs les premiers acheteurs.

seb
Invité
Le lien vers le « métal-air » renvois vers un article de 2015, en moins de 5 minutes j’ai trouvé un article sur la cathode de graphène qui date de 2012. D’après l’article il n’y a aucune avancé sur le métal-air et j’ai trouvé un brevet sur la cathode de graphène en 2017 par Samsung donc pour du téléphone et non de la voiture. Bref, ne compte pas avoir ce genre de techno avant 10 ans sur une voiture électrique de masse, tu risquerais d’être déçu, donc si tu comptes prendre une voiture électrique pour la revendre dans 5/6 ans comme tu… Lire la suite >>
Olcls
Invité

Aujourd’hui, pour rouler en électrique, le mieux reste de ne pas acheter et de louer son véhicule.
L’incertitude à la revente est beaucoup trop importante selon moi.
Pour répondre à la question de SGL, je suis d’accord avec Seb. Si, aujourd’hui on est encore à évaluer le potentiel, on ne peut pas espérer une application industrielle concrète avant une dizaine d’années (à la louche).

SGL
Invité

Merci @Olcls
Je le pense aussi, que 10 ans sont nécessaires pour voir cela de série en masse dans les voitures de monsieur toutlemonde.

SGL
Invité

« -1 » pour une question…encore un Einstein !

bourreau
Invité
Je n’ai pas encore lu l’article complet publié par Honda, NASA et CALTEC, mais comment faire fonctionner une telle batterie à plus de 150°C dans une voiture ? De plus, l’électrolyte est un sel fondu basique qui, en principe, est très corrosif et pas très facile à manipuler. Par ailleurs, l’article souligne l’avantage qu’aurait une telle batterie de ne pas contenir de métaux rares. Etonnant car on ne peut pas dire qu’une telle batterie ne contient pas de métaux rares (plus précisément de métaux des terres rares). En effet, la cathode est un composite de cuivre et trifluorure de lanthane;… Lire la suite >>
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