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Un intéressant modèle de laboratoire d’accumulateur à l’état solide

Écrit par

Raymond Bonnaterre

dans

Utilisant un mélange de Soufre et de carbone comme électrode positive, du Lithium métallique comme électrode négative et de la poudre comprimée de borohydrure de lithium (réducteur bien connu des chimistes organiciens) comme séparateur, capable à 120°C de transporter des cations Li+ en son sein , voici un prototype japonais de laboratoire d’accumulateur au format « bouton » réellement intéressant présenté par le Nikkei.

Son énergie massique annoncée (1400 Wh/kg) devrait pousser les développeurs à longuement peaufiner  ce genre d’accumulateur pour lui faire largement dépasser, au stade industriel,  les misérables 45 cycles de charge-décharge annoncés à ce jour.

Rappelons que l’accumulateur Sodium-Soufre qui utilise de l’alumine béta comme séparateur, présente le désagrément d’utiliser à chaud du sodium et du soufre fondus ce qui rend, en raison de la violence thermique du contact accidentel des deux électrodes, ce type d’accumulateur inapte aux applications embarquées.

LIRE le papier concernant cette annonce.

Le 1er Septembre 2014

Commentaires

8 réponses à “Un intéressant modèle de laboratoire d’accumulateur à l’état solide”

  1. Avatar de wawa
    wawa

    1400 wh/kg = 5 MJ/kg
    soit 5 fois les batteries lithium actuelle.
    mais 1/8 de la pci du fioul et 1/2 de l’energie mécanique récuperable avec moteur thermique (pour fixer les ordres de grandeurs)

    réellement interessant si milliers de cycles atteignable

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  2. Avatar de wawa
    wawa

    (un seul millier de cycle serait interessant : parfois l’orthographe est importante)

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  3. Avatar de Raymond Bonnaterre
    Raymond Bonnaterre

    Attention wawa, quand les « coques d’oeuf » de laboratoires publient des énergies massiques, ils oublient bien souvent de compter dans le bilan des masses celles des boitiers et des bornes d’accumulateurs.
    Quant à la comparaison avec l’énergie de combustion des carburants, elle n’est que peu instructive, puisque vous oubliez de compter les masses des moteurs et de la chaîne de traction jusqu’à la roue.
    Quand au nombre de cycles, pour en parler de façon pertinente il faut préciser la profondeur de décharge de la batterie.
    100 cycles à 100% de DOD (deep of discharge) sont souvent équivalents à 1000 cycles à 10% de DOD. Le nombre de cycles, pour une application donnée, est alors une fonction de l’énergie de la batterie embarquée.

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  4. Avatar de wawa
    wawa

    Je sais bien qu’il faut comparer la totalité du système
    (carburant+moteur thermique+bvitesse+transmission vs batterie+moteur electrique+regalateur) ; en poids et en rendement.

    On ne peut leur en vouloir de présenter leur techno sous leur meilleurs angles, tout le monde fait çà.

    il faut noter aussi que l’entalpie de reaction
    2Li+S=> Li2S est de 10MJ/kg et qu’avec cette accu on serait à la moitié de la limite théorique d’une telle pile, ce qui est un exploit, les accu NaS étant à moins de 1/10 de cette limite théorique

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  5. Avatar de Raymond Bonnaterre
    Raymond Bonnaterre

    Wawa, navré de vous décevoir encore, mais la réduction électrochimique du soufre S8 est d’une grande complexité et commence par S8 + 2e- ——> S8 – – puis se poursuit en passant par S6 – – ou le radical anion S3°- de couleur bleue intense (celle du lapis-lazuli) .
    Pour connaître la quantité d’électricité récupérée à partir d’un atome-gramme de Soufre il faut donc savoir jusqu’à quelle tension on va accepter de poursuivre sa réduction.
    Dans l’hypothèse d’une réduction jusqu’au radical anion S3°- on obtient un Faraday (26,8 Ah) pour trois atome-gramme de soufre, le bilan est très éloigné de la réduction ultime en ion sulfure S – – qui correspond à deux Faraday par atome gramme.
    Il y a là probablement une des raisons, parmi bien d’autres, de rendements éloignés de la simple théorie.

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  6. Avatar de wawa
    wawa

    il n’est absolument pas dit que ces intermédiaires soit produits l’électrode semble un alliage C-S dont j’admet ‘ignorer complètement l’electrochimie.

    La nécessité de mettre un electrolyte suffit amplement a faire descendre l’energie massique.

    plus les réactions sont complexes, plus il faut effectivement s’attendre a des perte de rendements (sous forme de chaleur).

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  7. Avatar de Liion
    Liion

    Il s’agit d’un accu Li-soufre très à la mode depuis que le soufflet du Li-air est retombé.
    Il souffre (sans jeu de mot) du même problème fondamental, l’utilisation du Li métallique à la négative, casse tête non résolu (sauf par bolloré!). Comme le soufre est isolant il faut le mélanger à de grandes quantité de graphite d’où le C-S de l’article. Et pour limiter la formation de dendrite de lithium, le passage à l’électrolyte solide est obligatoire, avec sa baisse de conductivité drastique. Les plus avancés sont Sion (http://www.sionpower.com/technology.html) qui annoncent plus de 300Wh/kg sur de vrais cellules prototypes de plusieurs Ah.

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  8. Avatar de Raymond Bonnaterre
    Raymond Bonnaterre

    Sion, l’ancien Moltech. Est-ce bien sérieux??
    Gardez-vous des annonces américaines dans le domaine des batteries dont le seul objectif est bien souvent de chasser les subventions (funding) ou d’attirer les investisseurs européens trop fortunés qui se font alors plumer.

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