Les batteries solides pourraient-elles équiper les véhicules électriques ?
Devenues la technologie de référence des voitures électriques depuis ces dernières années, les batteries lithium-ion présentent des avantages multiples. Elles possèdent d’excellentes performances en termes de puissance, d’autonomie et elles disposent d’un faible taux d’autodécharge. Toutefois, les études menées par l’institut allemand Fraunhofer (spécialisé dans la recherche en sciences appliquées) montrent que le développement des batteries lithium-ion aurait atteint aujourd’hui son plein potentiel. Voilà pourquoi de nouvelles batteries dites « solides » sont d’ores et déjà en phase de test. Et même si elles ne seront pas dans nos voitures tout de suite, elles pourront d’ici quelques années participer à l’amélioration énergétique des véhicules électriques. Le point sur les batteries solides.
Batterie solide et batterie lithium-ion
La batterie lithium-ion comporte deux électrodes : une électrode positive (cathode) ainsi qu’une électrode négative (anode). Elle se compose aussi d’un électrolyte liquide et d’un séparateur. Celui-ci est positionné entre l’anode et la cathode de la batterie afin d’éviter le contact entre les deux et permettre le passage des ions d’une électrode à l’autre.
Contrairement à la batterie lithium-on, la batterie solide utilise un électrolyte qui n’est pas liquide, mais solide et son fonctionnement reste similaire. La preuve, l’électrolyte ici joue aussi un rôle de séparateur. Les ions peuvent alors s’y déplacer facilement pour produire de l’électricité. Cet électrolyte solide est quant à lui moins sensible à la chaleur. Cette capacité à résister à des températures élevées offre aux batteries solides une plus grande densité énergétique, sans impacter la sécurité.
Les atouts des batteries solides
Les avancées de la batterie tout-solide démontrent que par rapport à la batterie lithium-on, celle-ci garantit une sécurité optimale. Les cellules des batteries solides peuvent être assemblées de manière bien plus compacte que celles des batteries lithium-ion. Elles conviendront alors parfaitement avec les voitures électriques présentant le même volume et le même poids. De ce fait, il est totalement possible d’augmenter le nombre de cellules et ainsi la capacité du pack de batterie.
Par ailleurs, étant donné que la densité énergétique des batteries solides est élevée, ces dernières devraient permettre aux voitures électriques de gagner en autonomie dans quelques années.
Les batteries semi-solides
La conception des batteries semi-solides se rapproche des batteries lithium-ion. De plus, l’électrolyte utilisé dans ces batteries est aussi liquide. Elles n’utilisent cependant pas de liant. De ce fait, elles proposent une densité énergétique bien meilleure.
Même si cette prometteuse technologie reste encore à développer, les constructeurs chinois ont récemment réussi à équiper une voiture d’un pack de 150 kWh. Ce véhicule électrique pourrait parcourir plus de 1 000 km en une charge.
L’avenir des batteries de véhicules électriques
Selon les études de Nissan, le prix des véhicules électriques pourrait être le même que celui des voitures thermiques d’ici 2030 avec l’avènement des batteries solides.
Il se peut que cette grande révolution arrive toutefois avec la présence d’anode lithium métal dans les batteries solides. Étant donné que celui-ci est prévu pour être mature d’ici 2030. D’après les derniers rapports sur le sujet, cette anode pourrait améliorer la densité énergétique de 40 %.
Les projections sur cette anode lithium métal ne prévoient pas de disponibilité en masse. Selon une étude, seulement 70 000 véhicules pourront être équipés de batterie solide avec anode lithium métal à l’horizon 2030 dans le meilleur des cas.
