La nouvelle batterie à semi-conducteurs doublera l'autonomie des voitures électriques

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La technologie des batteries progresse à un rythme apparemment imparable.

On dirait que chaque mois, nous écrivons sur un nouveau développement ou un autre, avec le potentiel de créer des cellules d'endurance ultra-longues. Nous sommes enthousiasmés par les possibilités que cela nous offre, comme voiture électrique 6 voitures électriques que vous pouvez réellement acheterVous pensez que vous ne pouvez pas vous permettre une voiture électrique? Faux. Ces six voitures montrent à quel point les voitures électriques abordables sont devenues. Lire la suite qui ne sont pas seulement viables, mais aussi abordable.

Comme ces nouvelles batteries de Titan de fabrication électronique allemande, Bosch. Non seulement ils peuvent durer plus longtemps, mais ils pourraient également voir les voitures électriques voyager doubler la portée sur la même charge.

Bienvenue dans le monde passionnant des batteries au lithium-ion à l'état solide.

Les avantages uniques de ces batteries

Donc, avant d'entrer dans le vif du sujet, il vaut probablement la peine d'explorer la différence entre les batteries à électrolyte liquide et solide.

La technologie de batterie que vous connaissez le mieux utilise un électrolyte liquide. Ces batteries se trouvent partout - des ordinateurs portables aux téléphones portables en passant par les montres connectées. Mais ils présentent quelques inconvénients clés.

Les batteries à électrolyte liquide nécessitent que chaque cellule soit emballée dans un boîtier métallique hermétique dense. Ceux-ci sont nécessaires pour la sécurité, mais réduisent la densité d'énergie et ajoutent du poids et de la taille.

Ils sont également (relativement) coûteux à fabriquer, en raison du processus de fabrication compliqué et compliqué utilisé pour fabriquer eux, et le fait que la cathode de la plupart des batteries au lithium-ion utilise de l'oxyde de cobalt - un produit chimique coûteux et toxique pour l'environnement composé.

Il y a aussi une question de sécurité. Les cellules au lithium-ion sont susceptibles d'exploser et de surchauffer dans des conditions défavorables. Si les cellules surchauffent ou sont surchargées, par exemple, la pression à l'intérieur peut augmenter. Vous pouvez voir les résultats dans la vidéo ci-dessous. Pour aggraver les choses, le liquide utilisé dans ces batteries est extrêmement inflammable.

Enfin, comme chaque cellule au lithium-ion doit être emballée de manière sûre et hermétique, elle ne peut pas être fabriquée suffisamment petite pour de nombreuses applications.

Mais ces nouvelles batteries de Bosch n'ont pas ces problèmes, pour une raison simple: plutôt que d'utiliser un électrolyte liquide, elles utilisent un électrolyte polymère solide nanostructuré.

Si je peux me débrouiller un instant, les électrolytes polymères solides sont vraiment, vraiment cool.

Comme ils ne contiennent aucun liquide, ils n'ont pas besoin d'être placés dans des conteneurs sécurisés et hermétiques. En conséquence, les cellules d'électrolyte en polymère solide peuvent être aussi minces que 0,64 mm. Ils peuvent également être empilés pour créer des batteries plus grandes.

Bien que Bosch fasse avancer cette technologie, ils ne l'ont pas créée. Ça fait un bout de temps. En fait, Mitsubishi a sorti un ordinateur portable en 1998 avec une batterie en polymère solide super mince. Le Pedion coûtait 6 000 $ et n'avait que 1,84 cm d'épaisseur, ce qui le rend encore plus svelte que le Macbook Air de première génération.

Mais ce n'est pas seulement l'épaisseur. Ces cellules peuvent être aussi larges que vous le souhaitez. Ils sont juste vraiment souple. Et comme ils sont généralement logés dans des récipients en aluminium, ils peuvent être roulés et pliés, ce qui les rend idéal pour les appareils de formes incurvées ou irrégulières - et pour la nouvelle génération flexible électronique.

Enfin, comme ces batteries sont à semi-conducteurs (ce qui signifie qu'il n'y a pas de liquide impliqué), il n'y a aucune chance qu'elles puissent fuir ou prendre feu. Ils sont fondamentalement plus sûrs. Et ils n'ont pas à utiliser cet oxyde de cobalt toxique comme cathode. Ils peuvent littéralement utiliser n'importe quel oxyde métallique.

En bref, les batteries au lithium à l'état solide sont impressionnantes. Mais il reste encore quelques défis technologiques à surmonter.

La promesse de la technologie de Bosch

La majorité des défis auxquels cette technologie de batterie est confrontée peuvent simplement être résolus grâce à de meilleurs processus de fabrication. C'est souvent quelque chose qui peut être résolu en injectant de l'argent dans le problème jusqu'à ce qu'il disparaisse, comme nous l'avons vu avec Elon Musk. gigafactory époustouflant Goodbye Power Company: pourquoi vous pourriez bientôt produire votre propre électricitéL'énergie solaire permet la production d'électricité propre, en utilisant une source garantie de ne jamais s'épuiser de notre vivant - le soleil. Mais battra-t-il jamais les compagnies d'électricité? Lire la suite .

Mais quand ça s'en ira, ça disparaîtra pour de bon. Les futures batteries à semi-conducteurs peuvent être fabriquées en utilisant un processus de «découpe», où il y a des feuilles d'électrolyte qui sont littéralement «découpées». Et comme mentionné précédemment, il n'est pas nécessaire d'avoir une cathode à base d'oxyde de cobalt coûteuse.

Un inconvénient technologique est que les batteries ne fonctionnent vraiment qu'à une température inconfortablement chaude de 176 ° F, soit environ 80 ° C. Cela signifie qu'ils pourraient potentiellement avoir du mal à travailler par temps froid. Il limite également leurs utilisations potentielles dans des applications intimes, comme la technologie portable.

Je pense que la vraie promesse de cette technologie réside dans les voitures électriques. Selon Bosch, il pourrait potentiellement offrir le double de la longueur des batteries existantes, à la moitié du prix. Ils pèseraient également beaucoup, beaucoup moins. La batterie standard actuelle de Tesla Model S pèse environ 1 200 livres (environ 540 kg). Ces nouvelles batteries de Bosch pourraient potentiellement peser la moitié de cela, offrant ainsi un meilleur kilométrage.

Ensuite, il y a l'argument de la sécurité. Si une batterie au lithium à électrolyte liquide est percée dans un accident de voiture, par exemple, il y a un risque très réel qu'elle puisse exploser. Il y en a eu d'innombrables exemples, dont un en octobre 2013 où une Tesla Model S a pris feu après avoir heurté des débris métalliques dans l'État de Washington. La vidéo de cela est devenue virale et a fait chuter le stock de Tesla:

Ensuite, il y a des exemples où une mauvaise ventilation a provoqué une surchauffe des batteries, puis a explosé ou pris feu. Un problème similaire a ancré toute la flotte de Boeing 787 Dreamliner en 2013. Ils n'ont repris leur envol pour les services fiscaux que quatre mois plus tard.

Parce que ces batteries de Bosch sont à semi-conducteurs, elles sont intrinsèquement plus sûres.

Vous devrez quand même attendre

Ces batteries sont incroyables. Ils sont plus petits, plus sûrs et simplement mieux. Mais Bosch espère qu'ils ne seront pas sur le marché avant 2020.

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Des moments passionnants. Mais qu'est ce que tu penses? Pensez-vous que cela va continuer? Ces nouvelles batteries vous inciteront-elles à acheter une voiture électrique? Faites-le moi savoir dans les commentaires ci-dessous, et nous discuterons.

Crédits photo: Connecteur SNN5749A pour batterie de téléphone portable Motorola (Uwe Herman)