L'IREQ met au point une batterie qui dure...50 ans

Le Salon de l’auto de Montréal présente la voiture électrique de Chevrolet, la Volt. <br />
Photo: Jacques Grenier - Le Devoir Le Salon de l’auto de Montréal présente la voiture électrique de Chevrolet, la Volt.

Imaginez une batterie de voiture électrique ou hybride qui pourrait garder sa performance initiale à raison d'une recharge par jour pendant 50 ans! Et qui se rechargerait à 80 % en quatre minutes, soit le temps de faire un plein d'essence.

Cette performance est maintenant possible avec la batterie lithium-fer-phosphate (LFP) mise au point par des chercheurs de l'Institut de recherche en électricité du Québec (IREQ), une filiale d'Hydro-Québec, selon le bilan divulgué récemment par l'équipe de recherche au prestigieux Journal of Power Sources, qui l'a accepté après examen par les pairs en vue d'une publication prochaine.

L'équipe, qui planche sur ce projet depuis des années, a été dirigée par K. Zaghib.

Les résultats obtenus sont étonnants et pourraient révolutionner l'industrie de la motorisation électrique au moment où elle prend son essor en Amérique avec les nouvelles normes sur la consommation d'essence imposées aux États-Unis.

Selon les diagrammes de performance de ces superbatteries — une met l'accent sur la puissance et l'autre sur la réserve d'énergie — on découvre qu'avec une recharge complète en 6 minutes et une décharge totale en 12 minutes, la batterie en question n'a strictement rien perdu de sa capacité après 20 000 cycles.

Un deuxième graphique de l'article scientifique démontre d'autre part qu'une recharge complète plus rapide, soit en 4 minutes, suivie d'une décharge complète en 12 minutes, réduit la capacité totale de cette batterie de seulement 8 % après 30 000 cycles complets! C'est l'équivalent de deux recharges par jour pendant environ 40 ans!

Selon des calculs réalisés par le physicien Pierre Langlois, auteur de Rouler sans pétrole, en tenant compte du fait que la durée de vie d'une batterie est calculée en ciblant une perte maximale de 20 %, «on devrait donc s'attendre avec ces batteries à ce que la durée de vie en rechargeant 6 minutes atteigne 100 000 cycles et, avec une recharge en 4 minutes, on devrait encore dépasser les 60 000 cycles avant que la batterie ait perdu 20 % de sa capacité».

Un bon indice de l'intérêt que l'industrie accorde à cette invention se retrouve dans le fait qu'Hydro-Québec se voit obligée aujourd'hui de poursuivre deux entreprises étasuniennes pour contravention au brevet initial sur cette invention, acheté de l'Université du Texas il y a plusieurs années, et à plusieurs des quelque 80 brevets obtenus par l'équipe du chercheur Zaghib. Les deux entreprises en cause sont A123 Systems, associée au MIT, et Valence Technology.

Il a été impossible d'interviewer un des sept coauteurs de cet article scientifique, le service des communications d'Hydro-Québec se disant incapable de nous brancher sur un seul d'entre eux en quatre jours.

C'est donc auprès de Sylvain Castonguay, l'ingénieur responsable du service technique au Centre national de transport avancé (CNTA) de Saint-Jérôme, qu'on a pu décortiquer cette «percée importante», à son avis, même s'il y apporte quelques bémols.

Cette performance exceptionnelle, dit-il, permettra d'augmenter considérablement la sécurité, la durabilité et la facilité d'opération des véhicules électriques. Mais ce sera avec une «densité normale», c'est-à-dire que le rendement sera sensiblement le même que celui de batteries au lithium présentement produites par d'autres. Par contre, leur exceptionnelle rapidité de recharge permettra de les utiliser autant qu'on le voudra dans des véhicules urbains de livraison, des autobus biberonneurs, des vélos ou scooters électriques. De plus, ajoute Sylvain Castonguay, comme ces batteries font appel à des matériaux relativement communs, leur prix de revient sera aussi fort avantageux.

Les rendements exceptionnels obtenus avec ces batteries sont le résultat de l'utilisation de cathodes (positif) traitées au phosphate de fer lithié et d'anodes (négatif) traitées avec des nanopoudres de titanate. Cela permet, explique Sylvain Castonguay, des échanges plus rapides d'ions et d'électrons. La faiblesse induite, par contre, par l'utilisation de carbonate abaisse la tension entre l'anode et la cathode, ce qui réduit la densité d'énergie globale obtenue pour un poids donné.

Globalement, conclut cet expert, «c'est probablement la seule chimie qui permet présentement d'obtenir à la fois sécurité, stabilité d'opération, durabilité et vitesse de recharge exceptionnelle pour une densité d'énergie donnée, à un prix sûrement difficile à battre».

Cette pile LFP est la deuxième que réalisent les chercheurs d'Hydro-Québec après la pile ACEP (accumulateur à électrolyte-polymère) développée en parallèle au moteur-roues du chercheur Pierre Couture dans la décennie 90.

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15 commentaires
  • maurice borduas - Inscrit 15 janvier 2011 07 h 27

    batterie sauveteur

    bravo pour notre compagnie sauveteur hydro québec
    merci pour être un avangardiste en ce domaine
    une batterie qui a une vie de 50ans quelle belle invention de notre compagnie hydro québec qui est notre fierté nationale une invention sans pollution,sans bruit et économique pour nous consommateurs dont les retombés économiques énormes que cela va nous procurer

  • P. Boutet - Inscrit 15 janvier 2011 09 h 10

    Matériaux communs

    À ce que je sache le lithium existe en quantité limité!

    Mais c'est tout de même une percée exceptionnelle...au lendemain d'un conseil des ministres!

    Depuis quand est-elle prête?

  • Lise Thibault - Inscrite 15 janvier 2011 10 h 24

    Un bel exemple de «création de richesse»...

    Espérons seulement qu'Hydro Québec saura faire fructifier cette nouvelle technologie et qu'elle ne répétera pas les «erreurs» du passé, soit l'abandon du moteur roues ou le développement de l'éolien et une participation dans la richesse gazière et pétrolière québécoise que notre société d'état a si allègrement remis entre les mains du privé sans même une arrière pensée envers l'enrichissement collectif.

  • Pierre Véronneau - Inscrite 15 janvier 2011 11 h 51

    C'est drôle

    Durant le montage au Salon de l'auto de Montréal je suis passé au stand d'Hydro-Québec et ai parlé à une personne sur les piles et leur avancement etc.... lorsque je lui ai demandé; coudonc que s'est t'il passé au juste ? Qui vous as soudainement donné la permission de sortir vos avancements pour les véhicules électriques ? Il a paru un peu surpris puis, s'est mis à rire abondamment et à levé les épaules. Ça disais tout. Mais enfin souhaitons que les "gasistes" au sein d'Hydro vont disparaître au plus vite pour que notre société d'état veille sur nos intérêts et pas celles du pétrol/ gaz......

  • Jacques Saint-Cyr - Inscrit 15 janvier 2011 12 h 21

    Scepticisme

    La percée technologique survient quand l'application rejoint le marché. Vous me permettrez d'être sceptique, en pensant au moteur-roue... et aux dernières batteries-miracles gagnées par la faillite. Je croitrai aux potentialités quand un fabricant sérieux s'y sera associé.