La tension des accumulateurs à électrolyte aqueux et donc leurs énergies massiques et volumiques sont limitées par l’électrolyse de l’eau, réaction parasite qui limite les tensions des accumulateurs Ni-Cadmium ou Nickel-Métal Hydrure au-dessous de 1.3 Volt et celle des batteries au plomb vers les 2 Volts, miraculeusement favorisées par une forte surtension de la réaction d’évolution d’hydrogène sur le plomb en milieu acide.
C’est la raison pour laquelle une équipe du Japonais Sony a décidé, il y a quelques décennies de là, d’industrialiser un accumulateur cylindrique (18650) à électrolyte organique présentant une tension de 3,6 Volts soit 2 à 3 fois supérieure à celles de ses concurrents d’alors, à électrolytes aqueux.
Bien sûr, ce saut quantitatif dans les énergies massiques et volumiques est bien souvent déterminant dans le choix de la batterie pour les applications embarquées. L’exemple de la traction des véhicules électriques illustre cet impératif de réduction de masse et de volume qui permet d’atteindre, au détriment du coût de l’ensemble, des autonomies acceptables en circulation urbaine. Les déboires récents rencontrés lors du lancement du Boeing 787 dreamliner illustrent les difficultés de maîtrise de ces systèmes batteries hautement inflammables. Les téléphones cellulaires périssent bien souvent d’une faiblesse de la batterie, obsolescence programmée intrinsèque à la miniaturisation à l’extrême de la batterie d’un dispositif portable de faible épaisseur.
Dans les applications fixes, telles que la régulation et le secours de réseau électrique, malmené par les dispositifs de génération intermittents, cet impératif de forte énergie volumique et massique disparait au profit d’un nouveau paramètre clé qu’est l’investissement par cycle. Ce paramètre est défini simplement par le prix initial de la batterie installée divisé par le nombre de cycles de charge et décharge qu’elle assurera.
Au milieu du XXéme siècle, cette qualité de robustesse et de longue durée de vie était appréciée pour les batteries Nickel-Fer de type EDISON qui pouvaient délivrer des milliers de cycles. De robustes chariots électriques de manutention en milieu confiné en étaient alors équipés, malgré un prix d’achat bien supérieur à celui des batteries au plomb concurrentes.
Les énergies renouvelables intermittentes ne seront finalement acceptables sur les réseaux que si elles sont associées à des dispositifs de stockage d’énergie et de régulation de la puissance électrique délivrée. De ce fait, le besoin de nouvelles batteries à faible coût d’investissement par cycle apparaît sur le marché de la régulation des réseaux.
C’est ce qu’a bien compris Aquion Energie qui propose de nouvelles batteries Carbone-MnO2 (FIG.) dont il espère obtenir 3000 à 5000 cycles de charge-décharge sur 24 heures en secours d’un système de génération d’énergie photovoltaïque. La durée du test en vraie grandeur devra s’étaler sur une décennie ou plus.
Ceci n’a pas dissuadé Total et Shell d’investir dans le capital de ce nouvel acteur dans les batteries.
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Le 14 Novembre 2014
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