Stockage d`électricité par batteries : Etat de l`art et

1
Stockaged’électricitéparbatteries:Etat
del’artetperspectivesde
développement
Pierre‐LouisTaberna
ChargéderechercheauCNRS‐ CIRIMAT
CIRIMAT
CIRIMAT
CentreInteruniversitairedeRechercheetd’IngénieriedesMatériaux(UMR5085)

2
‐250
PiledeBagdad
1745
Bouteille
deLeyde
1800
PileVolta
1836
PileDaniell
1859
Accumulateur
Pb
Historique
Historique
1899
AccumulateurNiCd
1949
Pilealcaline
Zn/MnO2
1867
Pilesaline
(Leclanché)

3
1973
PileLi
1990
AccumulateurNiMH
1991
Accumulateur
Li‐Ion
2000
Li‐IonPoly
1978(1996comm)
LithiumPoly
Historique
MarchésdesGénérateursElectrochimiques
(GE)
Energiesrenouvelables
Electroniqueportable
Transportélectrique
GE
Wh
kWh
MWh

4
Qualités
•‐Autonomie
•‐Disponibilité
•‐Discrétion
•‐Nonpolluantenfonctionnement
•‐Rendement
•‐Peud’entretien
•‐Adaptation
Inconvénients
•‐Energielimitée
•‐CoûtdukWh
•‐Sensibilitéàlatempérature
•‐Tempsdecharge/réservoircarburant
•‐Vieillissementaurepos
Pourquoileurpopularitéestgrandissante?
Définitions
•GEPrimaire:pile,1seuledécharge
•GESecondaire:accumulateur,plusieurscharges/décharges)
MarchédesGénérateursElectrochimiques
37%
33%
15%
6%
3%
3% 2% 1%
Marché global : 40 G€ (2009)
Li-Ion
Plomb
Alcaline
Saline
NiMH
Pile Lithium
NiCd
Autres 0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
2009 (40 G€) 2015 (60 G€)
Part de marché
Accumulateurs Piles

5
Principauxcouples
électrochimiquesutilisés
165
400
525
1300
1100
535
500
0 500 1000 1500
Leclanché
Alcaline
Oxyde d'Ag
Zinc air
Li/SOCl2
LiMnO2
LiFeS2 Wh/L
Wh/kg
70
100
240
400
265
0 500 1000 1500
Plomb
Nickel-
Cadmium
Nickel-
metal…
Lithium-Ion
Lithium-
MnO2 Wh/L
Wh/kg
NONRECHARGEABLE
RECHARGEABLE
0
50
100
150
200
250
300 Energie nominale, Wh/kg
Energie @ 1C*, Wh/kg
*1C=Déchargecomplèteen1h
PILES
Energie
spécifique
ACCUMULATEURS
Puissance
spécifique
Coût
Problèmeducoût
0,10
200
800 2000
100
10000
0
1
10
100
1 000
10 000 Prix, €/kWh
0,10
200
800
4
0,30
10
0
1
10
100
1 000 Prix, €/kWh par cycle