La promesse d’une batterie qui se recharge en six minutes n’est pas nouvelle. Ils apparaissent dans les laboratoires, sont annoncés dans les communiqués de presse, puis passent au second plan. Pourquoi? Parce que l’industrialisation chimique est un cauchemar. Trop complexe ou coûteux pour rivaliser avec les lignes de production existantes. Une startup appelée Echion Technologies prétend avoir déchiffré le code.
Jean De La Verpillière a fondé Echion alors qu’il étudiait pour un doctorat en nanosciences à l’Université de Cambridge. Le discours de vente de l’entreprise est agressif. La société affirme que sa nouvelle chimie lithium-ion peut réduire les temps de charge des smartphones et des voitures électriques à seulement six minutes. Contrairement à de nombreux autres produits « révolutionnaires » en cours de recherche et de développement, Echion affirme qu’il est prêt pour un lancement commercial l’année prochaine.
Utilisez de la poudre secrète au lieu du graphite
Le cœur de la technologie Echion est un simple interrupteur. Il remplace l’électrode de graphite négative standard des batteries lithium-ion par une poudre spéciale exclusive. La composition chimique exacte est un secret commercial. Les inventeurs affirment que le matériau peut supporter une charge rapide sans risques de sécurité courants tels qu’un emballement thermique ou la formation de dendrites.
Si tel est le cas, une batterie utilisant ce composant peut être complètement chargée en 6 minutes. Fonctionne à n’importe quelle échelle.
Echion produit actuellement un kilo de poudre par jour. C’est suffisant pour une batterie de voiture électrique. L’entreprise étend actuellement sa taille avec l’objectif de 1 000 tonnes par an. Ils prétendent que cela ne nécessitera pas de nouvelles usines. Au lieu de cela, le matériau peut être injecté dans l’infrastructure de fabrication de batteries existante avec un investissement en capital minimal.
Cependant, le communiqué ne mentionne aucune information concrète. Il est impossible de dire combien de cycles de charge durera une batterie avant de se dégrader. Est-ce la même durée de vie qu’une batterie lithium-ion standard ? Il faudra attendre l’année prochaine pour voir si le pari d’Echion est gagnant.
Toshiba SCiB : 6 minutes 320 km
Toshiba joue dans ce pool depuis longtemps. En octobre 2017, le géant japonais annonçait une nouvelle génération de technologie SCiB (Super Charge ion Battery ). Les spécifications sont impressionnantes. L’autonomie serait de 320 km après 6 minutes de charge. La commercialisation est prévue pour 2019.
Ce n’est pas la première démonstration de charge rapide de Toshiba. SCiB a été lancé en 2008. La version originale peut charger 90 % en 5 minutes et a une durée de vie de 10 ans. Ces batteries se retrouvent dans les voitures électriques grand public telles que Mitsubishi i MiEV (Peugeot iOn en France) et Honda Fit EV. Ces premiers modèles utilisaient des anodes en oxyde de titanate de lithium.
Dans la nouvelle version, la capacité de stockage a été doublée en changeant le matériau. Un mélange d’oxyde de niobium et de titane (NbTi) est actuellement utilisé dans l’anode. Cet alliage possède des propriétés supraconductrices à basse température. Toshiba a annoncé avoir maîtrisé une méthode de synthèse et d’agencement des cristaux de NbTi qui double efficacement la densité d’énergie par rapport aux conceptions conventionnelles à base de titanate de lithium.
Les tests du prototype du SCiB de 50 Ah ont montré qu’il pouvait supporter 5 000 cycles de charge tout en conservant 90 % de sa capacité d’origine. La batterie résiste également au froid. La charge est efficace jusqu’à -10°C et prend environ 10 minutes pour atteindre un état de charge significatif. Cette endurance conforte l’affirmation selon laquelle il peut parcourir 320 kilomètres après un arrêt rapide de 6 minutes.
La promesse des 5 premières minutes
La pression de la recharge ultra-rapide n’a rien de nouveau. En novembre 2009, Toshiba a annoncé son intention de produire en masse des batteries SCiB pour l’industrie automobile. L’objectif était audacieux : recharger une voiture électrique en cinq minutes.
Ils ont permis à SCiB d’accroître sa compétitivité en matière de recharge et de ravitaillement. Mesuré à 90 % de charge en 5 minutes. La durabilité est également un argument de vente. Selon Toshiba, la batterie peut supporter plus de 6 000 cycles de charge/décharge en 10 ans d’utilisation quotidienne sans dégradation significative des performances.
L’écart entre le prototype et le produit constitue un obstacle majeur. Echion parie que son approche basée sur la poudre peut éviter la barrière des coûts. Toshiba améliore les anodes en alliages d’oxydes depuis plus d’une décennie. Tous deux visent le même Saint Graal. Le temps presse, et le temps presse pour tester si les deux parties peuvent tenir leur promesse de six minutes à grande échelle.
Différence de temps de charge : de 30 minutes à plusieurs heures
Toshiba se développe. L’entreprise dispose déjà de sa propre usine de fabrication de batteries SCiB et prévoit d’ouvrir une deuxième usine au printemps 2011. Son objectif est très ambitieux : produire 500 000 batteries par mois la première année, puis étendre la production pour approvisionner les grands constructeurs de véhicules hybrides et électriques. Il s’agit notamment des prochains hybrides rechargeables tels que la Chevrolet Volt et l’Opel Ampera.
La réalité actuelle des voitures électriques est tout à fait contrastée. La plupart des batteries lithium-ion fabriquées mettent plusieurs dizaines de minutes à se charger. Prenez la Nissan Leaf et la Mitsubishi i-MiEV par exemple. Les deux ont été introduits sur le marché européen fin 2010. Une charge à 80 % prend 30 minutes, mais uniquement en utilisant une borne de recharge séparée. La connexion à une prise standard de 200 volts peut prendre plusieurs heures.
Cette différence définit l’expérience utilisateur. La recharge rapide existe, mais elle dépend de l’infrastructure spécifique. La charge lente est universelle mais peu pratique pour des recharges rapides. La technologie SCiB de Toshiba vise à combler cette lacune avec une densité de puissance plus élevée et une vitesse d’absorption plus rapide.
“Cette différence détermine l’expérience utilisateur. La recharge rapide existe, mais elle dépend de l’infrastructure spécifique.”
Pour les conducteurs, la différence entre 30 minutes et trois heures est comme la différence entre une courte pause-café et un grand déjeuner. L’infrastructure détermine le comportement. Dans les zones où les chargeurs rapides sont concentrés, l’anxiété liée à l’autonomie est réduite. Si seules des prises standards sont disponibles, les conducteurs planifient en fonction du temps de charge. L’expansion de Toshiba montre que l’industrie investit en volume pour réduire les coûts et améliorer la disponibilité.
La vitesse n’est pas le seul problème. Tout est question de cohérence. La grille peut-elle supporter la charge ? Les batteries peuvent-elles supporter des cycles rapides et répétés sans dégradation ? Une autre usine Toshiba suggère une réponse. Plus de production signifie plus de données. Plus d’informations signifie une chimie plus avancée.
En attendant, le temps presse.
