Du graphène dans nos batteries pour une recharge rapide, épisode 5624

Samsung annonce une recharge hyper rapide de batterie grâce à l’emploi de billes de graphène. Ce n’est pas la première fois que l’on nous propose ce matériau comme adjuvant miracle mais, pour le moment, bien peu de ces découvertes ont eu un impact sur le marché.

Le Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) indique avoir trouvé – et breveté – un moyen de diviser par 5 la durée de rechargement tout en doublant la capacité initiale d’une batterie lithium-ion classique. Cette avancée utilise du graphène, et pourrait trouver sa voire dans tout type de batterie : Celles de nos smartphones mais également de nos portables, tablettes ou véhicules électriques. Avec une recharge d’une heure réduite à 12 minutes, l’impact sur le quotidien des utilisateurs serait évidemment énorme.

2017-11-29 13_48_45-minimachines.net

Il y a tellement de magie autour du graphène…

Le graphène est un matériau que l’on retrouve au coeur de nombreuses avancées technologiques ces dernières années. Il est souvent l’ingrédient magique de nombreuses découvertes révolutionnaires… en laboratoire. Peu de ces découvertes ne parviennent jusqu’à nous et le fait que Samsung communique sur une batterie ayant cette capacité n’a donc pas beaucoup de chances d’avoir un impact réel avant quelque temps.

Parmi les nombreuses propriétés du graphène, on note une très bonne conduction électrique. Ce matériau est 100 fois plus efficace que le cuivre et permet un déplacement d’électrons 140 fois plus rapide que le silicium. Autant d’éléments que le SAIT emploie dans son brevet de charge rapide.

41467_2017_1823_Fig1_HTML

Les batteries restent l’élément ayant le moins progressé ces dernières années dans nos appareils. Les écrans sont mille fois plus denses , plus beaux et plus réactifs. Les processeurs sont plus performants et moins gourmands, la mémoire s’est envolée en capacité mais les batteries restent de petites usines chimiques ayant peu évolué au regard du reste de nos machines. En partenariat avec la Seoul National University’s School of Chemical and Biological Engineering, le SAIT a réussi à mélanger graphène et silice pour produire des « billes » de graphène. Ces billes sont ensuite employées comme anode dans la batteries et sont également placées uniformément sur une cathode enrichie  au nickel comme couche de protection. Cette couche sert à protéger l’ensemble du dispositif et améliore grandement la conductivité électrique.

L’équipe indique qu’au bout de ses recherches et de ses essais, une batterie lithium-ion équipée de cette solution de billes de graphène ne se rechargerait plus qu’en 12 minutes lorsqu’il lui fallait une heure pour le même résultat avec une disposition classique. Sa capacité en mAh augmenterait également de 45%. La batterie serait également maintenue à une température stable de 60°C. Un élément très important pour une utilisation dans divers appareils où une surchauffe peut être très problématique.

Pour une fois, cette innovation au graphène parle d’un avenir commercial puisque l’idée d’un prix abordable de l’ensemble est évoqué. Reste qu’aucune date de distribution de batteries équipées de ce procédé n’a été communiquée. Cela demeure encore et toujours du travail de laboratoire pour le moment.

Source : Samsung et Nature

23 commentaires sur ce sujet.
  • 29 novembre 2017 - 14 h 01 min

    option mèches courtes sur leurs prochains explosifs?

    –>[]

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 14 h 34 min

    Bonjour, on utilise déjà des batteries graphene en aéromodélisme. Mais elles ne sont peut être pas adaptées pour les autres produits. Elles sont plus performantes en décharge rapide mais je crois un peu plus volumineuses.

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 14 h 45 min

    « Episode 5624 » LOL. C’est exactement ca.

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 15 h 57 min

    la recherche a pas mal avancé dans les batteries quand même il ne faut pas confondre avec la puissance de smartphones qui pompent de + en + la batterie (même si la gravure devient de plus en plus fine).

    On a quand meme augmenté de la densité des batteries drastiquement ces dernière années on le voit d’ailleurs avec les voitures électriques. La batterie 22kwh de la renault zoé de 2012 pèse autant que la 40kwh de la zoé 2017. ca c’est fait aussi au niveau des packs..

    Mais on est passé d’une densité de 160wh/kg a 200wh/kg actuellement notamment en passant vers une nouvelle technologie de cathode (cathode LMO vers NCM622). Ce mois ci sera produite les batteries NCM 811 avec une densité de 240wh/kwh pour un cout moins cher par SK innovation (moins de cobalt par rapport au NCM622). Cette techno sera déjà dispo dans la voitures electriques dès 2018 donc.

    Pierre tu dis que les batteries n’ont pas beaucoup progressé mais moi je rappelle qu’en 2007-2008 ce n’était pas rare d’avoir des smartphones avec des batteries 1700mah dans des 5″ la ou aujourd’hui on a des batteries de 4000mah dans des 5″ pouces (xiaomi redmi 3) déjà depuis 2 ans. Ca fait quand meme une hausse de 235% en moins de 10ans. C’est juste que l’usage est plus intensif avec les processeurs nettement plus puissant (surement 10x plus puissant qu’il y a 10 ans).

    voilà un article qui montre bien la progression dans le domaine des batteries ces dernières années:

    http://pushevs.com/2017/09/08/lg-chem-will-introduce-ncm-811-battery-cells-evs-next-year/

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 15 h 58 min
  • 29 novembre 2017 - 16 h 00 min

    240wh/kg*

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 16 h 02 min

    @ouhou: hausse de 135% pas 235%

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 16 h 39 min

    @ouhou: J’ai écris « Les batteries restent l’élément ayant le moins progressé ces dernières années dans nos appareils. » Et c’est très donc très différent de la phrase que tu me prêtes à savoir « pas beaucoup progressé ».

    Si tu met face à face les progrès des autres postes, c’est bel et bien le cas. Je n’ai pas dit qu’ils n’avaient pas progressé, juste que cette progression n’avait pas eu la croissance des autres postes : Stockage, puissance CPU, affichage.

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 16 h 51 min

    lu dans le le Monde ou je ne sais quel grand journal (pas cherché longtemps mais retrouve pas!) : le fait que les brevets réalistes étaient tous achetés par les grands groupes pétrolier (je me souviens d’un truc genre 80% des brevets sur les batteries achetés le sont par des entreprises pétrolières) puis mis au placard, sorte de troll de brevet car ça bloque la mise en œuvre des méthodes applicables (je me souviens de l’évocation d’une technologie membrane et eau de mer entre autre detenu par exxon mobil) et surtout permet de disposer d’une bibliothèque de techno « plan B » pour l’avenir. Est-ce le cas pour le graphène également ?

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 17 h 50 min

    @Pierre Lecourt:

    Je n ai jamais écrit ca dans mon post. J insiste sur les batteries car a part les processeurs je vois pas en quoi les affichages ou le stockage ( par ex avec les ssd qui stagnent de prix depuis maintenant deux ans) ont plus progressé. Pour moi les batteries sont justement apres les processeurs les composants qui ont le plus évolué(composants, densite, r&d)

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 17 h 51 min

    Excellent titre ^^

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 18 h 47 min

    @Ouhou: Ici tu écris : « Pierre tu dis que les batteries n’ont pas beaucoup progressé ».

    Si je regarde les technos de batteries sur 10 ans (et non pas 2) je constate une plus faible évolution réelle et ressentie de leurs performances que sur tous les autres postes de nos minimachines sur la même période, c’est tout.

    Les SSD n’existaient pas pour le grand public il y a 10 ans. Le prix au Go en 2006 : 32€. En 2017 on est en dessous de 50 cts d’euro.
    Les smartphones tactiles sont nés il y a 10 ans.
    Les CPU ont fait des bonds de géant en perfs et en miniaturisation.
    Le Wifi, la qualité des affichages, les capteurs photos.

    Les batteries ont doublé de capacité en 10 ans et on prévoit qu’elles doubleront de capacités dans 10 ans… Cela me semble être à la traîne du reste. C’est juste un constat.

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 18 h 56 min

    @ouhou: Le premier Galaxy Note date de 2010 et c’était le smartphone à l’écran le plus grand de l’époque (5″3). J’ai un peu de mal à croire qu’il y avait en 2007/2008 des smartphones avec un écran de 5″ :-)

    Répondre
  • 29 novembre 2017 - 19 h 30 min

    Ca va faire bientôt 10 ans qu’on parle des batteries au graphène, et on ne voit toujours rien venir.

    A un moment donné, on est résigné. Alors de lire que Samsung va blablabla, on verra bien. Je ne crois qu’à ce que je vois, comme on dit. ;)

    Répondre
  • 30 novembre 2017 - 16 h 29 min

    @Pierre Lecourt:

    Tu parles des prix des ssd mais sais tu que le cout du Khw de batterie est passé de 2000$/kwh a 120$/kwh en 10 ans (2007 à aujourd’hui).

    Pour les ssd ils restent toujours plus chers au Go que l’ancienne technologie (disque dur) là ou les nouvelles technologie de batterie sont à chaque fois moins chere que l’ancienne. Et il y a eu, et il y aura constamment des nouveautés dans les chimies des batteries;Plomb, Acid, LMO, LifePo4, LiPo et maintenant le NCM622 et 811 et prochainement les batteries solides. Pour rappel le marché des ssd stagne depuis 2 ans aux niveau des prix.

    Pour les écrans et le wifi ca reste relatif, surtout que le wifi on est passé du wifi n au wifi ac en 8 ans qui n’apporte pas réellement grand chose (car la bande 4ghz qu’utilise le wifi ac a une très petite portée).

    Bref c’est ton constat mais pas forcément la réalité…

    Répondre
  • 30 novembre 2017 - 16 h 32 min

    @ouhou:

    *de 1000$ a 120$/kwh en 7 ans (2010 à 2017)

    Répondre
  • 30 novembre 2017 - 16 h 36 min

    @ouhou:

    Bande 5ghz pas 4ghz.

    Pour la remarque concernant la taille des téléphone oui on est était plus 4.5″ à cette époque mais les téléphones était aussi nettement plus gros (une iphone 1ere génération était large d’1,5cm) donc à taille égale la densité a doublé.

    Répondre
  • 30 novembre 2017 - 16 h 37 min

    @ouhou: large d’1,2cm…

    Répondre
  • 30 novembre 2017 - 16 h 51 min

    et concernant les écrans on a toujours ces meme écrans qui pompent la batterie sur nos smartphones et qui nécessitent un rétro éclairage depuis 10 ans alors qu’on nous parle depuis 6-7ans des écrans E ink couleurs sans rétro éclairage (liquavista, mirasol etc…ou d’autre technologies; ou la lumière est réfléchie qui est d’ailleurs utilisée sur la montre de Xiaomi)

    Répondre
  • 1 décembre 2017 - 15 h 43 min

    Je confirme que les batteries aux graphènes sont maintenant parmi les meilleures en aeromodélisme. Elles ont l’avantage majeur de très bien vieillir dans le temps avec un taux de décharge très élevé. L’adoption de ces batteries dans nos smartphones permettrait d’augmenter leurs durée de vie…

    Répondre
  • 1 décembre 2017 - 21 h 56 min
  • 1 décembre 2017 - 22 h 32 min

    @Sopilou: OUvre les yeux

    Répondre
  • 1 décembre 2017 - 22 h 41 min

    @graph: Et donc ces messieurs ont posé un brevet pour rien,, réussi a tromper la magazine scientifique Nature et leur employeur Samsung en déballant des batteries de modélisme pour les faire passer pour une découverte scientifique ? Ou bien, ce n’est pas du tout le même processus décrit dans le lien indiqué dans le billet et la découverte de ces scientifiques n’a aucun rapport avec l’usage actuel des batteries graphène d’aéromodélisme ?

    J’ai ma petite idée sur la réponse.

    Le fonctionnement actuel des batteries au graphène en aéromodélisme consiste a utiliser une anode en silicium et de la recouvrir de graphène. Pourquoi ? Parce que le silicium peut absorber 10 fois plus d’ions qu’une classique anode en graphite. Par contre, petit soucis, le silicium peut se contracter et se dilater fortement lors de la charge et de la décharge des batteries ce qui provoque une rapide baisse de durée de vie. Les fabricants de batterie ont donc résolu le soucis en recouvrant l’anode en silicium par du graphène qui limite fortement le problème et augmente donc le nombre de cycles.

    Est-ce que les batteries au graphène en aéromodélisme actuelle se rechargent à hauteur de 12 minutes contre 1 heure pour leur équivalent classique ? Non. J’ai bien peur que non. Leur principal intérêt est dans le nombre de cycles proposés avant le début d’une baisse de leur capacité. Certains parlent de 600 cycles, d’autres de 800 ou de 1000 quand une batterie standard commence a donner des signes de baisse au bout de 200 cycles…

    Avec de l’hydrogène on peut faire de l’eau, avec de l’hydrogène on peut faire du carburant. Votre raisonnement est de se dire que comme il y a du graphène sur les deux batteries elles sont exactement pareil. Malheureusement la vie n’est pas aussi simple. Entre une 2CV et une Ferrrari il ya des moteurs à ESSENCE et pourtant elles ne sont pas identiques.

    Avec du graphène on peut faire des batteries qui durent longtemps, c’est ce qui existe. Mais la recherche tend également a concevoir des batteries qui se rechargent vite, très vite. Ce n’est pas pareil.

    Donc, dire que parce qu’il existe déjà sur le marché des batteries au graphène, la publication dans un magasine scientifique comme Nature n’est que du vent il y a là un manque d’expertise que des propos insultants et un pauvre lien vers un magasin de vente de batteries aura bien du mal a étayer.

    Répondre
  • LAISSER UN COMMENTAIRE

    *

    *