dsts
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- WP0CA298ZXS604858
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Bonjour,
d'après Gene Berdichevsky, CEO & Gleb Yushin, CTO (un des plus grands spécialistes mondiaux de la batterie), la batterie à électrolyte solide est une utopie.
Voici ce qu'il en dit: (Google Traduction):
Bonus : le faux espoir du Solid State ou du Lithium Métal.
Il y a eu beaucoup de discussions dans la presse sur les batteries à l'état solide ces dernières années avec des investissements totalisant des centaines de millions de dollars dans plus d'une douzaine de start-up. Bien qu'il existe des raisons techniques pour lesquelles cette technologie semble être le Saint Graal des batteries, la réalité est que même si la technologie fonctionne (et c'est un grand "si" après 40 ans de développement), il est peu probable que la technologie trouve plus qu'une niche. opportunités sur le marché.
Raisons du rêve.
Appeler la technologie "à l'état solide" ne dit pas la vraie histoire - la raison d'utiliser "l'état solide" fait référence au remplacement de l'électrolyte qui, dans le Li-ion conventionnel, est un liquide, par un solide. La raison de le faire est de permettre l'utilisation d'une anode au lithium métal qui remplacerait entièrement l'anode en graphite. Un meilleur nom serait la technologie des « anodes métalliques au lithium », qui a une longue histoire d'environ 40 ans de défis techniques et commerciaux majeurs avant le Li-ion conventionnel. L'utilisation de lithium métal pur présente l'attrait de pouvoir stocker du lithium considérablement plus dense que le lithium ne peut être stocké dans du graphite, augmentant ainsi la densité énergétique des cellules. Le lithium métal pur a une capacité volumétrique de 2062 mAh/cc, ce qui est beaucoup plus élevé que le lithium dans le graphite évalué jusqu'à 600-630 mAh/cc (au niveau du matériau après lithiation complète). Le passage du graphite au lithium pur pourrait créer une amélioration de la densité énergétique d'environ 50 %, ce qui entraînerait une réduction substantielle des coûts en $/kWh.
La dure réalité technique.
Il existe de nombreuses raisons techniques de douter qu'après 40 ans de développement infructueux d'anodes au lithium métal, quelque chose soit fondamentalement différent cette fois, autre que la marque « à l'état solide ». Il existe une myriade de défis techniques à surmonter, à commencer par le risque de placage de dendrite au lithium. Le lithium, comme d'autres métaux, a une propriété qui l'amène à se fixer aux points hauts plutôt qu'aux points bas lors du placage dans un film d'électrode. Cela conduit à la formation de pointes de lithium (dendrites) sur l'anode qui percent le séparateur, court-circuitent la cathode et provoquent un emballement thermique catastrophique (incendie) de la batterie. L'élimination complète de ces dendrites est le plus grand défi fondamental des anodes au lithium métal. La probabilité de défaillance d'une cellule au lithium métal dépend de l'uniformité chimique et physique du substrat de l'anode (la feuille de cuivre), de l'électrolyte solide et du Li déposé. Le placage de lithium métal conduit à des changements de volume dans la cellule, ce qui à son tour génère des contraintes qui conduisent à une défaillance si ces contraintes sont concentrées sur des non-uniformités. La plupart des électrolytes céramiques ou verre/céramique contiennent de petits défauts préexistants tels que joints de grains, pores, impuretés, inclusions, dislocations, etc., à moins que des techniques de dépôt en phase vapeur planaire très coûteuses ne soient utilisées pour les fabriquer. Toute petite variation dans (i) les propriétés des électrolytes solides ou (ii) le contact entre les électrolytes solides et le substrat en cuivre ou (iii) les propriétés des collecteurs de courant en cuivre conduisent à un faible rendement de production dans le meilleur des cas où des cellules défectueuses sont identifiées dans les usines ou, plus probablement, des défaillances prématurées sur le terrain.
Une longue durée de vie dans quelques petites cellules (surface d'électrode < 0,01 m2) avec des électrolytes solides extrêmement uniformes, amorphes et sans joint de grain a été démontrée, car il est statistiquement possible de fabriquer une si petite cellule sans un seul défaut. Certains tests ont démontré une longue durée de vie sur ces minuscules batteries sans formation de dendrite, mais cela se fait généralement à des taux de charge très faibles - bien trop faibles pour une utilisation pratique des VE. Malheureusement, la charge à des taux appropriés pour les véhicules électriques (4-20 mA/cm2) accélère considérablement la formation de dendrites de lithium et conduit à une défaillance catastrophique. Il est encore plus difficile de prévenir la formation de défauts potentiellement mortels dans une batterie automobile avec environ 500 m2 d'électrodes à haute capacité surfacique soumises à une charge rapide, où il sera statistiquement impossible d'éviter tous les défauts - c'est un tout autre jeu. Cela nécessite un équipement de qualité semi-conductrice de précision nanométrique et des processus qui n'existent que pour la fabrication de puces électroniques et de cellules solaires au silicium, mais qui sont de plusieurs ordres de grandeur trop coûteux pour les batteries. Il n'y a aucune technologie à l'horizon qui pourrait réduire ces coûts de manière significative. Il y a eu de nombreuses tentatives au cours de la dernière décennie sans succès21 et même si un bon électrolyte sans défaut est développé, cela pourrait ne pas suffire.
Bonne journée et bonne route!
d'après Gene Berdichevsky, CEO & Gleb Yushin, CTO (un des plus grands spécialistes mondiaux de la batterie), la batterie à électrolyte solide est une utopie.
Voici ce qu'il en dit: (Google Traduction):
Bonus : le faux espoir du Solid State ou du Lithium Métal.
Il y a eu beaucoup de discussions dans la presse sur les batteries à l'état solide ces dernières années avec des investissements totalisant des centaines de millions de dollars dans plus d'une douzaine de start-up. Bien qu'il existe des raisons techniques pour lesquelles cette technologie semble être le Saint Graal des batteries, la réalité est que même si la technologie fonctionne (et c'est un grand "si" après 40 ans de développement), il est peu probable que la technologie trouve plus qu'une niche. opportunités sur le marché.
Raisons du rêve.
Appeler la technologie "à l'état solide" ne dit pas la vraie histoire - la raison d'utiliser "l'état solide" fait référence au remplacement de l'électrolyte qui, dans le Li-ion conventionnel, est un liquide, par un solide. La raison de le faire est de permettre l'utilisation d'une anode au lithium métal qui remplacerait entièrement l'anode en graphite. Un meilleur nom serait la technologie des « anodes métalliques au lithium », qui a une longue histoire d'environ 40 ans de défis techniques et commerciaux majeurs avant le Li-ion conventionnel. L'utilisation de lithium métal pur présente l'attrait de pouvoir stocker du lithium considérablement plus dense que le lithium ne peut être stocké dans du graphite, augmentant ainsi la densité énergétique des cellules. Le lithium métal pur a une capacité volumétrique de 2062 mAh/cc, ce qui est beaucoup plus élevé que le lithium dans le graphite évalué jusqu'à 600-630 mAh/cc (au niveau du matériau après lithiation complète). Le passage du graphite au lithium pur pourrait créer une amélioration de la densité énergétique d'environ 50 %, ce qui entraînerait une réduction substantielle des coûts en $/kWh.
La dure réalité technique.
Il existe de nombreuses raisons techniques de douter qu'après 40 ans de développement infructueux d'anodes au lithium métal, quelque chose soit fondamentalement différent cette fois, autre que la marque « à l'état solide ». Il existe une myriade de défis techniques à surmonter, à commencer par le risque de placage de dendrite au lithium. Le lithium, comme d'autres métaux, a une propriété qui l'amène à se fixer aux points hauts plutôt qu'aux points bas lors du placage dans un film d'électrode. Cela conduit à la formation de pointes de lithium (dendrites) sur l'anode qui percent le séparateur, court-circuitent la cathode et provoquent un emballement thermique catastrophique (incendie) de la batterie. L'élimination complète de ces dendrites est le plus grand défi fondamental des anodes au lithium métal. La probabilité de défaillance d'une cellule au lithium métal dépend de l'uniformité chimique et physique du substrat de l'anode (la feuille de cuivre), de l'électrolyte solide et du Li déposé. Le placage de lithium métal conduit à des changements de volume dans la cellule, ce qui à son tour génère des contraintes qui conduisent à une défaillance si ces contraintes sont concentrées sur des non-uniformités. La plupart des électrolytes céramiques ou verre/céramique contiennent de petits défauts préexistants tels que joints de grains, pores, impuretés, inclusions, dislocations, etc., à moins que des techniques de dépôt en phase vapeur planaire très coûteuses ne soient utilisées pour les fabriquer. Toute petite variation dans (i) les propriétés des électrolytes solides ou (ii) le contact entre les électrolytes solides et le substrat en cuivre ou (iii) les propriétés des collecteurs de courant en cuivre conduisent à un faible rendement de production dans le meilleur des cas où des cellules défectueuses sont identifiées dans les usines ou, plus probablement, des défaillances prématurées sur le terrain.
Une longue durée de vie dans quelques petites cellules (surface d'électrode < 0,01 m2) avec des électrolytes solides extrêmement uniformes, amorphes et sans joint de grain a été démontrée, car il est statistiquement possible de fabriquer une si petite cellule sans un seul défaut. Certains tests ont démontré une longue durée de vie sur ces minuscules batteries sans formation de dendrite, mais cela se fait généralement à des taux de charge très faibles - bien trop faibles pour une utilisation pratique des VE. Malheureusement, la charge à des taux appropriés pour les véhicules électriques (4-20 mA/cm2) accélère considérablement la formation de dendrites de lithium et conduit à une défaillance catastrophique. Il est encore plus difficile de prévenir la formation de défauts potentiellement mortels dans une batterie automobile avec environ 500 m2 d'électrodes à haute capacité surfacique soumises à une charge rapide, où il sera statistiquement impossible d'éviter tous les défauts - c'est un tout autre jeu. Cela nécessite un équipement de qualité semi-conductrice de précision nanométrique et des processus qui n'existent que pour la fabrication de puces électroniques et de cellules solaires au silicium, mais qui sont de plusieurs ordres de grandeur trop coûteux pour les batteries. Il n'y a aucune technologie à l'horizon qui pourrait réduire ces coûts de manière significative. Il y a eu de nombreuses tentatives au cours de la dernière décennie sans succès21 et même si un bon électrolyte sans défaut est développé, cela pourrait ne pas suffire.
Bonne journée et bonne route!
mais les batteries Solid State marchent très bien....depuis plus de 10 ans sur ma moto..