Il y a énormément d’argent dans les batteries. Et ce chiffre est désormais supérieur de 125 millions de dollars à la suite de la déclaration du Département américain de l’énergie (DOE) selon laquelle il investira encore plus dans les chimies, les produits et les architectures de batteries de nouvelle génération. Selon le DOE, l’argent servira à financer des recherches visant à découvrir des méthodes permettant de surmonter les limitations existantes de la technologie lithium-ion. Pour combler le manque d’énergie laissé lors du passage des combustibles fossiles aux technologies propres, les fabricants de batteries doivent proposer des conceptions qui vont au-delà des capacités de la technologie lithium-ion.
Les cellules de batterie lithium-ion sont actuellement les plus recherchées cela aide à conduire le boom des voitures électriques (VE). Les voitures et les camions alimentés par batterie de fabricants tels que Tesla ont d’innombrables cellules lithium-ion spécifiques qui, ensemble, permettent aux véhicules électriques de parcourir de nombreux kilomètres avec une seule charge. Cependant, l’innovation lithium-ion est loin d’être la meilleure et connaît une variété d’inconvénients.
Quelles sont les restrictions du lithium -ion ?
- Les batteries au lithium-ion sont délicates et nécessitent une manipulation prudente. Un circuit de défense et d’autres fonctionnalités de gestion de la batterie, qui accompagnent les cellules et surveillent leur fonctionnement en toute sécurité, indiquent que les utilisateurs n’ont pas à s’inquiéter. Tous les appareils auxiliaires augmentent le poids et le coût.
- Une surcharge des batteries lithium-ion réduit leur durée de vie et peut provoquer un incendie. Laisser la charge électrique maintenue dans les cellules tomber trop bas réduira également prématurément leur durée de vie.
- Les batteries lithium-ion sont sensibles au niveau de température. Les liquides de refroidissement EV utilisés dans les batteries (pour stabiliser le niveau de température des cellules pendant la charge rapide) sont un lieu de croissance pour les développeurs tels que BP. L’énorme énergie fournit des fluides pour véhicules électriques au groupe Jaguar TCS Racing Formula E, qui s’appuie sur l’innovation innovante des batteries.
- L’utilisation de batteries lithium-ion pour le stockage d’énergie à grande échelle nécessite un investissement financier initial important car les composants sont coûteux , en particulier lorsque les concurrents pour les matériaux gonflent encore plus les prix.
Depuis leur commercialisation par Sony dans les années 1990, les batteries lithium-ion n’ont cessé de se renforcer. Et l’innovation continue de se développer. Mais pour certaines applications, des entreprises telles que le DOE pensent qu’il est possible de trouver des styles de stockage d’énergie remarquables. De plus, la demande de cellules lithium-ion – la société d’experts McKinsey, fait partie des nombreuses personnes qui anticipent le besoin mondial d’innovation – exercera une pression sur la découverte d’options en cas de problèmes de chaîne d’approvisionnement. McKinsey prévoit un besoin de 4 700 GWh d’ici 2030 (contre 700 GWh en 2022) pour les batteries lithium-ion.
À quoi pourraient ressembler les batteries de nouvelle génération ?
Il existe une variété d’options aux batteries lithium-ion, et la liste se compose de :
- Batteries de circulation
- Batteries lithium-air
- Batteries lithium-soufre
- Batteries métal-air
- Batteries à semi-conducteurs
- Batteries sodium-ion
- Super-condensateurs
- Zinc- à base de batteries
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Des technologies telles que les super-condensateurs sont déjà utilisées en tant qu’auxiliaire des batteries, par exemple pour fournir une charge supplémentaire en hiver et permettre une récupération rapide de l’énergie dans les moteurs électriques. Et des conceptions telles que les batteries à flux et les batteries sodium-ion pourraient aider dans des applications telles que le stockage à l’échelle du réseau pour les circonstances où la zone le permet – les deux conceptions ont une densité d’énergie inférieure à celle des batteries lithium-ion.
Les batteries à flux, où l’énergie conservée dans l’électrolyte liquide est pompée à travers une cellule pour produire de l’énergie électrique, sont (en théorie) hautement évolutives – il s’agit d’un qualité importante pour les grands déploiements offrant un stockage à l’échelle de la grille. Les styles sodium-ion pourraient également s’avérer prometteurs. La technologie est moins mature que les chimies au lithium, mais les conceptions futures bénéficieraient de la plus grande abondance de sodium par rapport au lithium dans le monde. Le sodium est le sixième élément le plus abondant au monde, tandis que le lithium se classe au 31e rang.
Les batteries à semi-conducteurs ont la possibilité de pousser les densités de stockage d’énergie au-delà de celles des cellules lithium-ion grâce à leur taille compacte. Et Nissan-Renault-Mitsubishi, Toyota et Samsung ne sont que quelques grands noms qui achètent la technologie. Il y a aussi une multitude d’activités de démarrage dans la région. La fabrication de batteries à semi-conducteurs est difficile en raison de la précision incluse. Bien que, tout comme les fabricants de cellules lithium-ion ont pu optimiser leur production à temps, il est possible que la recherche et les progrès, financés par le DOE et d’autres canaux, puissent rapporter des dividendes à plus long terme.
Caractéristiques du marché des batteries
Aujourd’hui, la Chine domine le paysage des batteries, le FT signalant que les producteurs CATL et BYD détiennent 50 % du marché. La production annuelle de CATL pourrait alimenter plus de 3,3 millions de véhicules électriques. Et les chiffres de la société d’analyse de l’industrie des batteries SNE Research montrent que BYD a dépassé LG Energy Service en Corée en tant que numéro deux mondial. Les entreprises aux États-Unis et en Europe se précipitent également pour devenir plus compétitives dans la fabrication de batteries. Tesla possède une giga-usine au Nevada, aux États-Unis. Et d’autres fabricants de batteries enthousiastes incluent Northvolt, qui s’est engagé à alimenter ses usines avec de l’énergie propre. En juillet, l’entreprise suédoise a levé 1,1 milliard de dollars pour soutenir les stratégies de déploiement d’usines en Europe.
Il convient de garder à l’esprit que le Le dernier financement du DOD s’ajoute à un investissement d’un peu moins de 3 milliards de dollars (révélé en février 2022), prévu pour améliorer la production de batteries avancées pour les camions électriques, le stockage d’énergie et d’autres applications de technologies propres. Pour l’indépendance énergétique, les États-Unis souhaitent garantir qu’ils sont capables de produire suffisamment de batteries ainsi que de pouvoir se procurer les matériaux essentiels qui les composent. L’Australie, qui se trouve sur une mine d’or de minéraux, souhaite approfondir son implication dans la production de batteries. Le Queensland à lui seul a en fait reconnu la possibilité de contribuer à hauteur de 1,3 milliard de dollars à l’activité économique dans des domaines liés aux batteries, tels que l’exploitation minière, le raffinage et la production de minéraux actifs, la production de cellules et l’assemblage de packs.
Au Royaume-Uni, le Faraday battery obstacle partage un financement de 27,1 millions de livres sterling entre des projets portant sur les batteries de nouvelle génération, consistant en une infrastructure de recharge rapide et en développant une économie circulaire des batteries pour améliorer l’utilisation des produits. Et revenons au style au sommet de l’histoire, il y a beaucoup d’argent dans les piles.
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