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La recharge des cellules lithium-ion à différents taux de charge augmenterait la durée de vie des batteries

09/11/2022
Photo batterie

Une étude publiée par des chercheurs de l’université de Stanford démontre que la longévité des batteries de voitures électriques pourrait être allongée de 20% si le taux de charge des cellules lithium-ion était adapté individuellement et non de manière uniforme sur tout le pack.


Des chercheurs de l’université de Stanford ont découvert une nouvelle façon de ralentir la dégradation des batteries lithium-ion et donc de prolonger leur durée de vie. L’étude, publiée le 5 novembre dans le IEEE Transactions on Control Systems Technology et financée par LG Energy Solution, démontre qu’il serait possible de réduire l’usure en adaptant la quantité de courant électrique circulant dans chaque cellule plutôt qu’en réalisant une charge uniforme. L’objectif serait alors d’optimiser la durée de vie de chaque cellule de manière individuelle et non plus du pack dans sa globalité.

Cette nouvelle approche pourrait permettre d’augmenter le nombre de cycle de charge de 20% y compris avec des charges rapides réputées pour dégrader plus rapidement les batteries. Appliquée sur une batterie de type Nickel Cobalt Manganèse ou NCM (dont le nombre de cycles théoriques avant une dégradation supérieure à 30% est de 2 000), cela donnerait la possibilité de prolonger la durée de vie de 400 cycles supplémentaires. En tenant compte d’autonomie moyenne de 350 km, une voiture électrique pourrait donc rouler jusqu’à 140 000 km de plus avant de basculer sous les 70% de SOH.

Une autre voie que l’amélioration des composants des cellules

Jusqu’ici, la majorité des efforts s’étaient principalement concentrés sur l’amélioration de la chimie des batteries, du système de refroidissement ou encore du BMS. Cette nouvelle étude est particulièrement innovante dans le sens où elle donne une nouvelle orientation aux recherches qui permettront d’optimiser la longévité des batteries lithium-ion. Pour la réaliser, Simona Onori, professeur à l’université de Stanford et principal auteur de l’étude, accompagnée de Vahid Azimi et Anirudh Allam, ont conçu un modèle informatique calquant avec précision le comportement de ce type de batterie et de tous les changements physiques et chimiques qu’elle supporte sur la durée de sa vie. L’étape d’après a consisté à opérer de nombreuses simulations permettant aux chercheurs de conclure que l’hétérogénéité des cellules pouvait compromettre leur durée de vie et entrainer des dysfonctionnements au sein du pack. D’où l’idée d’utiliser des taux de charge spécifiques à chaque cellule pour équilibrer l’ensemble du pack.

Outre les voitures électriques, tous les appareils fonctionnant grâce aux batteries lithium-ion tels que les smartphones ou ordinateurs portables pourraient bénéficier de cette nouvelle approche.


La batterie à 1 millions de kilomètres

En 2020, Elon Musk annonçait que les batteries de ses Tesla seraient en mesure d’avoir une durée de vie supérieure à un million de km. Simona Onori avoue avoir été inspirée par cette déclaration. Une batterie capable d’alimenter une voiture électrique pour plus d’un million de kilomètres permettrait de rassurer les personnes encore sceptique sur cette technologie malgré les garanties offertes par les constructeurs (généralement 8 ans et 160 000 km pour 70% de la capacité initiale). En outre, cela permettrait également de sécuriser les valeurs résiduelles sur un marché VO où elles constituent encore une source importante d’inquiétude.

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