Des chercheurs de la Stanford University développent la capacité de mesurer la puissance et la capacité de stockage des batteries à mesure qu'elles vieillissent, a annoncé l'université.

« Des scientifiques de la Stanford University proposent un moyen de prédire en temps réel l'état réel d'une batterie rechargeable. Le nouvel algorithme combine des données de capteurs avec une modélisation informatique des processus physiques qui dégradent les cellules des batteries lithium-ion afin de prédire la capacité de stockage restante et le niveau de charge de la batterie », a-t-on précisé.

Simona Onori, professeure assistante en ingénierie des ressources énergétiques à la Stanford's School of Earth, Energy & Environmental Sciences, a déclaré : « Nous avons exploité des paramètres électrochimiques qui n'avaient jamais été utilisés auparavant à des fins d'estimation. » L'étude a été publiée le 11 septembre dans la revue IEEE Transactions on Control Systems Technology.

Actuellement, les constructeurs automobiles ajoutent de la capacité supplémentaire pour faire face à des quantités inconnues de dégradation, ce qui augmente le coût et l'utilisation de matériaux rares et parfois toxiques. Cette recherche permettra de mieux estimer la capacité réelle, ce qui permettra de réduire la taille des batteries et d'augmenter l'autonomie des véhicules électriques.

« Avec notre modèle, il reste important de faire attention à la façon dont on utilise le système de batterie », a expliqué Onori. « Mais si vous avez plus de certitude sur la quantité d'énergie que votre batterie peut contenir tout au long de son cycle de vie, vous pouvez alors utiliser davantage de cette capacité. Notre système révèle où se situent les limites, afin que les batteries puissent être utilisées avec plus de précision. »

Selon l'étude, la précision des prédictions se situe à 2 % près de la durée de vie réelle des batteries observée lors des expériences. Cela permet d'utiliser les vieilles batteries de voitures électriques pour stocker de l'énergie pour le réseau électrique. « Actuellement, les batteries retirées des voitures électriques varient considérablement en termes de qualité et de performance », a déclaré Onori. « Il n'existe pas encore de méthode fiable et efficace pour les standardiser, les tester ou les certifier de manière à ce qu'elles deviennent compétitives face aux nouvelles batteries conçues spécialement pour le stockage stationnaire. »

Les cellules de batterie des voitures électriques représentent environ 30 % du coût total du véhicule. Cette recherche fournit une méthode plus précise pour mesurer la dégradation des batteries au lithium.

« L'équipe a concentré ses expériences sur un type de batterie lithium-ion couramment utilisé dans les véhicules électriques (oxyde de lithium nickel manganèse cobalt) afin d'estimer des variables internes clés telles que la concentration de lithium et la capacité des cellules. Mais le cadre est suffisamment général pour être applicable à d'autres types de batteries lithium-ion et pour tenir compte d'autres mécanismes de dégradation des batteries », indique l'étude.

« Nous avons montré que notre algorithme n'est pas seulement un joli travail théorique qui fonctionne sur un ordinateur », a déclaré Onori. « C'est au contraire un algorithme pratique et applicable qui, s'il était adopté et utilisé dans les voitures dès demain, pourrait permettre d'obtenir des batteries plus durables, des véhicules plus fiables et des blocs-batteries plus petits. »