Le groupe australien de fabrication de graphène (GMG) a annoncé des résultats de tests de performances impressionnants pour un nouveau type de batterie aluminium-ion qui peut se recharger jusqu'à 10 fois plus rapidement que les batteries lithium-ion actuelles, mais qui dure encore beaucoup plus longtemps et ne nécessite pas de refroidissement.
Dans des expériences menées par l'Institut australien de bio-ingénierie et de nanotechnologie de l'Université du Queensland, les prototypes de la nouvelle batterie à cellules plates ont montré les indicateurs de performance clés suivants.
Premièrement, la densité de puissance est d'environ 7000 W / kg. La densité de puissance détermine la rapidité avec laquelle une cellule peut être chargée et déchargée. Avec les batteries lithium-ion actuelles de 250-700W / kg, il s'agit d'un énorme bond en avant et place les batteries aluminium-ion presque à égalité avec les ultracondensateurs, qui peuvent fournir environ 12000-14000W / kg.
Deuxièmement, la densité d'énergie est de 150 à 160 Wh / kg, elle ne fournit donc qu'environ 60% de l'énergie par unité de poids des meilleures cellules lithium-ion commerciales disponibles aujourd'hui.
La densité énergétique a longtemps été un facteur clé dans la performance des batteries de véhicules électriques; plus la densité d'énergie est élevée, plus la portée que vous pouvez obtenir de la batterie est grande. Ainsi, la densité énergétique de cette nouvelle batterie GMG est inférieure à ce dont les véhicules électriques ont besoin.
Mais son taux de charge énorme pourrait changer cela, ainsi que plusieurs autres avantages clés. Selon GMG, ces appareils peuvent se charger si rapidement qu'un téléphone mobile alimenté par cette technologie aluminium-ion peut être complètement chargé en 1 à 5 minutes.
Apportez ce concept au monde des véhicules électriques, et vous avez une voiture électrique qui peut parcourir 60% de la distance que la Tesla, mais qui se recharge si rapidement que l'autonomie peut être beaucoup moins problématique.
De plus, les batteries aluminium-ion surpassent considérablement les batteries au lithium dans les tests de cycle de vie, passant par 2000 cycles complets de charge et de décharge sans dégradation apparente des performances, elles sont extrêmement sûres, ont un faible potentiel de feu et sont également plus recyclables que les batteries au lithium à la fin. de leur vie, de leurs utilisations utiles.
Et en plus, ils n'ont pas besoin de lithium. Avec environ 90% de la production et des achats mondiaux de lithium passant par la Chine, les chaînes d'approvisionnement mondiales sont définitivement vulnérables.
Un autre atout de la batterie GMG est ses performances thermiques exceptionnelles. Même lorsqu'ils se chargent et se déchargent à un rythme effréné, ils ne semblent pas surchauffer. «Il n'y a pas encore de problèmes de température», a déclaré Craig Nicole, directeur général de GMG.
«Vingt pour cent de la batterie lithium-ion (dans une voiture) est due au refroidissement. Il est très probable que nous n’aurons pas du tout besoin de refroidissement ou de chauffage. Il ne surchauffe pas et fonctionne bien par temps froid. Ils n'ont pas besoin de circuits de refroidissement ou de chauffage. "
Cependant, il y a quelques problèmes.
L'un d'eux est l'infrastructure de recharge. Les téléphones portables peuvent se recharger rapidement sans surchauffer le réseau électrique, mais les voitures électriques ne le peuvent pas maintenant. Les superchargeurs de Tesla pompent déjà des électrons à des vitesses allant jusqu'à 250 kW, ce qui se traduit par 60 kWh de puissance en 15 minutes environ. Si vous souhaitez charger seulement 10 fois plus vite, vous devez être en mesure de fournir instantanément 2,5 mégawatts via le câble de charge.
Pour référence, une centrale électrique au charbon typique a une capacité totale d'environ 600 mégawatts - donc si 240 de ces voitures de recharge ultra-rapide étaient accidentellement branchées en même temps, elles chargeraient instantanément le réseau électrique équivalent à toute la puissance. plante.
En tant que tel, la recharge ultra-rapide des véhicules électriques sera certainement difficile à mettre à l'échelle, d'autant plus que le monde s'oriente vers les énergies renouvelables plutôt que vers des choses comme le charbon et le gaz.
L'autre est un ingrédient clé de la batterie GMG - du graphène poreux, à l'intérieur et autour duquel les molécules d'aluminium prolifèrent pendant le processus de fabrication du GMG. La société affirme qu'elle peut produire du graphène de haute qualité à faible coût et en quantités évolutives, mais ne fournit aucun chiffre sur le coût de ces batteries lorsqu'elles sont produites en série. Avec des prix du graphène autour de 100 $ le gramme, même la version «bon marché» peut être très chère.
Et le dernier est la chronologie. Comme vous le savez probablement, il y a généralement un petit écart entre le banc d'essai et le produit final; et c'est plus important pour les constructeurs automobiles. GMG dit qu'il fabriquera des prototypes pour de petits tests d'ici la fin de cette année, mais rien n'indique quand les batteries aluminium-ion pourraient arriver sur le marché à grande échelle.
2021-05-19 05:04:51
Auteur: Vitalii Babkin