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L'ancien type de batterie reçoit un regain d'énergie
Presque tous les constructeurs automobiles intéressés par la production de voitures électriques misent sur l'amélioration des batteries lithium-ion pour rendre les voitures moins chères et étendre leur autonomie.
Mais les scientifiques de BASF explorent les possibilités d'un type de batterie plus ancien, le nickel-hydrure métallique, désormais utilisé dans les hybrides. Ils ont récemment doublé la quantité d'énergie que ces batteries peuvent stocker, les rendant comparables aux batteries lithium-ion. Et ils ont un plan pour les améliorer beaucoup plus, augmentant potentiellement le stockage d'énergie par huit fois supplémentaires.
Les chercheurs de BASF visent des batteries qui coûtent 146 dollars le kilowattheure, soit environ la moitié du prix des batteries de voiture électrique lithium-ion les moins chères.
Les batteries lithium-ion ont été préférées dans de nombreuses applications car elles sont plus légères et plus compactes. C'est pourquoi elles ont remplacé les batteries nickel-hydrure métallique dans la plupart des appareils électroniques portables.
Mais les batteries nickel-hydrure métallique présentent des avantages significatifs dans les voitures, c'est pourquoi elles sont utilisées dans les hybrides depuis des décennies. Ils sont durables et intrinsèquement plus sûrs que les batteries lithium-ion, en partie parce qu'ils n'utilisent pas de liquides inflammables, comme le font les batteries lithium-ion - ils ne s'enflamment pas s'ils surchauffent ou sont surchargés, de sorte que leurs systèmes de refroidissement et commandes électroniques sont bien plus simples. Les systèmes de sécurité peuvent ajouter environ 25 % au coût d'une batterie lithium-ion et augmenter leur poids de 50 %, selon les données du groupe industriel U.S. Advanced Battery Consortium.
À ces avantages inhérents, les scientifiques de BASF ont ajouté des améliorations aux matériaux à base de nickel utilisés dans les batteries. La modification de la microstructure a contribué à les rendre plus durables, ce qui a permis de modifier la conception des cellules, ce qui a permis d'économiser un poids considérable, permettant un stockage de 140 wattheures par kilogramme.
Les cellules de batterie au lithium-ion peuvent stocker beaucoup plus - 230 wattheures par kilogramme dans certains cas. Mais lorsque vous tenez compte du poids supplémentaire des systèmes de sécurité et du fait qu'une grande partie de l'énergie est conservée en réserve pour réduire l'usure et permettre à la capacité de stockage d'énergie de s'estomper avec le temps, cet avantage peut disparaître.
Une analyse récente a révélé que la quantité totale utilisable de stockage d'énergie dans les batteries de voiture électrique au lithium-ion se situe entre 60 et 120 wattheures par kilogramme. Les chercheurs doivent encore tester si les cellules de BASF peuvent durer aussi longtemps que les batteries nickel-hydrure métallique conventionnelles.
La prochaine étape pour BASF consiste à introduire des changements plus radicaux dans les batteries nickel-hydrure métallique, en remplaçant les matériaux utilisés actuellement par des matériaux capables de stocker plus d'énergie et de résister à des tensions plus élevées.