Comment le soufre pourrait être un ingrédient surprise dans des batteries moins chères et de meilleure qualité
Selon un article de la MIT Technology Review, la clé pour construire des batteries moins coûteuses et susceptibles d’étendre l’autonomie des véhicules électriques pourrait résider dans un matériau bon marché et abondant : le soufre.
La lutte contre le changement climatique nécessitera une grande quantité de batteries, à la fois pour alimenter un parc de véhicules de plus en plus électrifié et pour stocker l’énergie renouvelable sur le réseau. Aujourd’hui, les batteries lithium-ion constituent le choix dominant pour les deux secteurs.
Mais à mesure que le besoin de batteries augmente, il devient plus difficile de trouver les matériaux nécessaires. La solution pourrait résider dans un nombre croissant d’options évitant certains des métaux les plus controversés nécessaires aux batteries aux ions de lithium, comme le cobalt et le nickel.
Une combinaison concurrente, le lithium-soufre, pourrait bientôt franchir une étape majeure, alors que l’entreprise en démarrage Lyten prévoit de livrer des quantités limitées de piles lithium-soufre à ses premiers clients plus tard cette année. Les piles (qui peuvent être assemblées pour construire des batteries de différentes tailles) seront destinées à des clients des secteurs de l’aérospatiale et de la défense, une étape vers la construction de batteries capables de résister à l’épreuve des véhicules électriques.
Le soufre est abondant et peu coûteux – une raison majeure pour laquelle les batteries au lithium-soufre pourraient être beaucoup moins chères que les autres. Le coût des matériaux est environ la moitié de celui des piles aux ions de lithium, explique la directrice de la technologie des batteries chez Lyten.
Non seulement les batteries lithium-soufre pourraient à terme constituer un moyen moins coûteux de stocker de l’énergie, mais elles pourraient également battre les batteries aux ions de lithium sur un paramètre crucial : la densité énergétique. Une batterie lithium-soufre peut contenir près de deux fois plus d’énergie qu’une batterie aux ions de lithium du même poids. Cela pourrait constituer un avantage majeur pour les véhicules électriques, en permettant aux constructeurs automobiles de construire des véhicules capables d’aller plus loin avec une seule charge sans les alourdir.
Cependant, il existe encore des obstacles techniques majeurs que Lyten doit surmonter pour que ses produits soient prêts à prendre la route dans un véhicule électrique. Le principal d’entre eux est de faire durer les batteries.
Les batteries aux ions de lithium d’aujourd’hui conçues pour les véhicules électriques peuvent durer 800 cycles ou plus (ce qui signifie qu’elles peuvent être épuisées et rechargées 800 fois). Les batteries lithium-soufre ont tendance à se dégrader beaucoup plus rapidement, soit après environ 100 cycles.
En effet, la maîtrise des réactions chimiques qui alimentent les batteries lithium-soufre s’est révélée être tout un défi. Des réactions indésirables entre le lithium et le soufre peuvent réduire la durée de vie des batteries et les conduire à une mort prématurée.
Même avec les progrès récents, Lyten est encore loin de produire des batteries capables de durer suffisamment longtemps pour alimenter un véhicule électrique. En attendant, l’entreprise prévoit de commercialiser ses piles dans des lieux où la durée de vie n’est pas si importante.
À l’avenir, deux des principaux objectifs de l’entreprise sont l’amélioration de la durée de vie et la production à grande échelle du graphène 3D et des piles.
Selon un article de la MIT Technology Review, la clé pour construire des batteries moins coûteuses et susceptibles d’étendre l’autonomie des véhicules électriques pourrait résider dans un matériau bon marché et abondant : le soufre.
La lutte contre le changement climatique nécessitera une grande quantité de batteries, à la fois pour alimenter un parc de véhicules de plus en plus électrifié et pour stocker l’énergie renouvelable sur le réseau. Aujourd’hui, les batteries lithium-ion constituent le choix dominant pour les deux secteurs.
Mais à mesure que le besoin de batteries augmente, il devient plus difficile de trouver les matériaux nécessaires. La solution pourrait résider dans un nombre croissant d’options évitant certains des métaux les plus controversés nécessaires aux batteries aux ions de lithium, comme le cobalt et le nickel.
Une combinaison concurrente, le lithium-soufre, pourrait bientôt franchir une étape majeure, alors que l’entreprise en démarrage Lyten prévoit de livrer des quantités limitées de piles lithium-soufre à ses premiers clients plus tard cette année. Les piles (qui peuvent être assemblées pour construire des batteries de différentes tailles) seront destinées à des clients des secteurs de l’aérospatiale et de la défense, une étape vers la construction de batteries capables de résister à l’épreuve des véhicules électriques.
Le soufre est abondant et peu coûteux – une raison majeure pour laquelle les batteries au lithium-soufre pourraient être beaucoup moins chères que les autres. Le coût des matériaux est environ la moitié de celui des piles aux ions de lithium, explique la directrice de la technologie des batteries chez Lyten.
Non seulement les batteries lithium-soufre pourraient à terme constituer un moyen moins coûteux de stocker de l’énergie, mais elles pourraient également battre les batteries aux ions de lithium sur un paramètre crucial : la densité énergétique. Une batterie lithium-soufre peut contenir près de deux fois plus d’énergie qu’une batterie aux ions de lithium du même poids. Cela pourrait constituer un avantage majeur pour les véhicules électriques, en permettant aux constructeurs automobiles de construire des véhicules capables d’aller plus loin avec une seule charge sans les alourdir.
Cependant, il existe encore des obstacles techniques majeurs que Lyten doit surmonter pour que ses produits soient prêts à prendre la route dans un véhicule électrique. Le principal d’entre eux est de faire durer les batteries.
Les batteries aux ions de lithium d’aujourd’hui conçues pour les véhicules électriques peuvent durer 800 cycles ou plus (ce qui signifie qu’elles peuvent être épuisées et rechargées 800 fois). Les batteries lithium-soufre ont tendance à se dégrader beaucoup plus rapidement, soit après environ 100 cycles.
En effet, la maîtrise des réactions chimiques qui alimentent les batteries lithium-soufre s’est révélée être tout un défi. Des réactions indésirables entre le lithium et le soufre peuvent réduire la durée de vie des batteries et les conduire à une mort prématurée.
Même avec les progrès récents, Lyten est encore loin de produire des batteries capables de durer suffisamment longtemps pour alimenter un véhicule électrique. En attendant, l’entreprise prévoit de commercialiser ses piles dans des lieux où la durée de vie n’est pas si importante.
À l’avenir, deux des principaux objectifs de l’entreprise sont l’amélioration de la durée de vie et la production à grande échelle du graphène 3D et des piles.