Panasonic veut accélérer l’offre d’accumulateurs 18650 de 4Ah à anodes à base d’alliage de silicium

 Régulièrement un commentateur avisé, succédant à un des mille et un articles annonçant l’inéluctable pénurie de lithium, vient expliquer dans les gazettes que la technologie des batteries est le talon d’Achille de l’électromobilité parce qu’elle ne progresse pas assez vite: elle ne suit pas la loi de Moore chère aux technologies du stockage d’informations et de données. C’est vrai, la technologie des batteries, mettant en oeuvre des réactions d’oxydoréduction qui doivent se développer dans la masse des matériaux n’a pas le côté flamboyant des composants électroniques mais il est faux de dire que ces technologies n’évoluent pas. Par exemple, dans le domaine des batteries Li-Ion, depuis que Sony en 1991 a sorti commercialement son premier accumulateur 18650 de 1,2 Ah de capacité, il faut reconnaître que la technologie a fait quelques progrès.

Panasonic-18650-Si-anode-4Ah

 Dans une présentation de son futur accumulateur 18650 de 4 Ah à anode à base d’alliage de silicium, Panasonic rappelle fort à propos que les capacités des accumulateurs 18650, utilisés entre autres dans les ordinateurs portables, ont progressé de 11% par an (FIG.). Pour Panasonic qui dispose des équipes techniques et industrielles les plus performantes dans ce domaine, l’arrivée des nouvelles technologies d’anodes, alliées à bien d’autres progrès, devrait engager les accumulateurs Li-Ion vers une progression de leurs capacités de 18% par an.

 Panasonic annonce donc ce nouveau produit à anode à base d’alliage de silicium pour une sortie industrielle accélérée en 2012. Il avait annoncé 2013 auparavant (LIRE). Nul doute que l’application des alliages de silicium viendra un jour faire progresser les batteries pour véhicules électriques, soit pour miniaturiser les batteries et réduire leurs coûts, soit pour accroître l’autonomie des véhicules. La traction électrique n’en est qu’à ses débuts et les réserves de Lithium sont considérables.

Le 3 Mars 2010

Commentaires

10 réponses à “Panasonic veut accélérer l’offre d’accumulateurs 18650 de 4Ah à anodes à base d’alliage de silicium”

  1. Avatar de JP
    JP

    accroissement « linéaire » de 11% par an
    =
    doublement tous les six ans et demi
    Haha! Utilisation d’une Loi de Moore frelatée!
    Si mon compte est exact, alors votre compte bon, mon gaillard.

  2. Avatar de ray
    ray

    Mon cher JP, la concentration de l’énergie connaît des limites qui sont celles des explosifs. La sécurité d’utilisation est une des raisons objectives qui ralentit les progrès dans le domaine des batteries. Mais n’oubliez pas que doubler tous les six ans (ou tous les 4 ans avec l’anode de silicium) est tout de même une loi exponentielle qui forcément conduit par extrapolation à des conclusions aberrantes. Toute loi exponentielle en ce bas monde connaît un jour ses limites, quelle soit de Moore ou de Théodule.
    En attendant si l’énergie spécifique des batteries pour EV pouvait être tout simplement doublée à prix quasi constant, les véhicules pourraient présenter 200 à 300 km d’autonomie ce qui changerait profondément l’approche marketing du produit.

  3. Avatar de JP
    JP

    « la concentration de l’énergie connaît des limites qui sont celles des explosifs. »
    Telle que je la comprends, votre phrase me semble inexacte. N’importe quel kilo de charbon contient plus d’énergie qu’un kilo d’explosif le plus puissant.
    Comme je suis pas du tout chimiste, mais vous si, je me permettrai de compter sur votre générosité pour apporter les éléments techniques qui étayeront ma thèse.

  4. Avatar de ray
    ray

    Le charbon ne libère son énergie que grâce à la présence d’oxygène dans l’air. Sur la Lune et au niveau du sol, le charbon ne présente aucune potentialité énergétique. Tout comme une charge explosive, une batterie n’a pas besoin d’air…ou alors c’est une pile.

  5. Avatar de JP
    JP

    J’y avais pensé, mais ca ne change pas le résultat. trois kilos d’e’xplosif contiendront moins d’énergie qu’un kilo de carbone additionné de deux k d’oxygène (environ).
    C’est une histoire que j’ai lue il y a très longtemps. Je ne saurais pas aujourd’hui retrouver les arguments techniques probants.
    Mon hypothèse explicative de la faible capacité énergétique est que ce serait le prix payé pour optimiser le paramètre le plus important dans un explosif, la rapidité de la réaction

  6. Avatar de miniTAX
    miniTAX

    « J’y avais pensé, mais ca ne change pas le résultat. trois kilos d’e’xplosif contiendront moins d’énergie qu’un kilo de carbone additionné de deux k d’oxygène (environ). »
    ———————
    Je ne sais pas d’où vous tenez vos ordres de grandeurs mais ils sont faux.
    1 kg TNT => 4184 MJ
    1 kg charbon = 18 MJ
    Donc 1 kg charbon contient 230x moins d’énergie que 1kg d’explosif (et 3x moins que 1kg de pétrole).
    A noter que les batteries les plus récentes ont une densité énergétique massique autour de 1000 Wh/kg, soit 3,6 MJ/kg et c’est de l’énergie électrique. Pas mal comparé aux 18 MJ/kg THERMIQUE du charbon.

  7. Avatar de ray
    ray

    Mon pôvre mini, vous lancez toujours le bouchon trop loing pour que la partie soit belle!
    1) l’énergie de combustion du carbone sous forme de graphite C + O2 —> CO2 nous dit la thermodynamique est égale à l’enthalpie du CO2 qui est de 393,51 kJoule/mole soit 32792 kJoule/kg de carbone. La combustion de l’anthracite forme assez pure du carbone nous disent les tables est de 28500 BTU par kilogramme ce qui est équivalent à 30000 kJoule par kg. En Europe de l’Est on utilise le SKE qui caractérise un charbon pur à 90% et dont l’énergie de combustion est de 29300 kJoule/kg. Il faut donc considérer l’énergie de combustion du charbon de bonne pureté aux environs de 29 à 30 MJoule par kg de charbon. Mais comme il faut ajouter 32 grammes d’oxygène pour assurer la combustion de 12 grammes de carbone, l’énergie massique de la combustion du charbon est égale à l’enthalpie du CO2 à savoir 389,51/0,044= 8943 kJoule par kg de CO2 formé. L’énergie dont on parle n’est pas celle du charbon, un boulet de charbon vous tombant sur la tête peut effectivement vous blesser, mais de l’énergie de sa combustion.
    2) Mais où avez-vous trouvé les 1000 kWh par kg pour une batterie? Dans un papier de Carambar sûrement. Prenons l’exemple le l’accumulateur 18650 Li-Ion à négative en carbone que Panasonic va bientôt produire cité dans le papier ci-dessus (le dernier sur la droite de pente 11%). Vous voyez que Panasonic annonce 3,4 Ah pour une masse de 46 grammes ce qui est son meilleur produit du moment en termes d’énergie massique: on arrive à une remarquable énergie massique de 266 Wh/kg pour un accumulateur seul et nu, après une décharge en 5 heures à 3,6 Volts en moyenne. En batterie plusieurs accus connectés, surveillés par divers capteurs et mis en boîte vous conduiront au mieux à un objet qui fera entre 180 et 210 Wh/kg. Considérez donc aujourd’hui que la plus belle batterie du monde vous donnera 200 Wh/kg.
    A partir de ces chiffres actualisés vous êtres maintenant libre de démontrer ce que vous voulez.
    Combien de bêtises sur les batteries sont publiées à partir de chiffres faux!

  8. Avatar de miniTAX
    miniTAX

    « L’énergie dont on parle n’est pas celle du charbon, un boulet de charbon vous tombant sur la tête peut effectivement vous blesser, mais de l’énergie de sa combustion. »
    —————–
    Bah quand on parle de « l’énergie du charbon », comme de l’énergie du gaz, du baril de pétrole… dans les tables officielles, que voulez-vous que ce soit d’autre ??? Je ne vois pas l’intérêt d’insister sur le fait qu’un combustible a besoin d’un comburant pour brûler, par convention, on parle de l’énergie d’un comburant, point. Nul besoin de répéter à chaque fois un cours de physique niveau troisième. Pour la densité énergétique de 18 MJ/kg du charbon, je l’ai cité vite fait de ce lien : http://www.neowatt.fr/QuellesEnergiesEn2050.htm . Il est vrai que c’est plutôt autour de 30 MJ/kg mais bon, l’ordre de grandeur est là et bien inférieur à l’énergie massique de l’explosif.
    Quant à la batterie de 1000 Wh/kg (3,5x la densité énergétique massique du LiIon), je n’exagère rien (à part sans doute dans la formulation un peu hâtive), elle existe déjà, même s’il est vrai que ce n’est pas encore commercialisé : http://gas2.org/2009/10/06/new-nickel-lithium-battery-has-ultrahigh-energy-storage-capacity/

  9. Avatar de miniTAX
    miniTAX

    « on parle de l’énergie d’un comburant »
    ———–
    Je voulais dire bien sûr « énergie d’un combustible ».

  10. Avatar de JP
    JP

    il y a une confusion, probablement pas accidentelle, entre les chiffres concernant la matière active de la batterie, et ceux concernant la batterie complète. La confusion est déjà plus ou moins faite dans l’article, puis réutilisée par minitax, dont par ailleurs j’attends patiemment qu’il m’indique la source de son chiffre: 4184 MJ par kg de TNT

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