Les batteries structurelles vers une révolution du stockage de l’énergie

 

Depuis toujours, les voitures électriques ont fonctionné grâce à la batterie Lithium-ion. Cependant, avec le temps, ce dispositif a dévoilé ses limites. En effet, son poids représente un tiers du poids d’un véhicule neuf. Et de ce fait, son autonomie est relativement limitée. Des chercheurs se sont penchés sur le problème afin de trouver des alternatives permettant d’alléger les voitures électriques et d’augmenter leur autonomie. Après de longues recherches, ils ont découvert « la batterie structurelle ». En quoi ce dispositif peut-il révolutionner les véhicules électriques ? Tous les détails dans cet article.

 

Qu’est-ce qu’une batterie structurelle ?

La batterie structurelle est un dispositif conçu à partir de matériaux multifonctionnels. Elle peut stocker l’électricité dans la structure même des véhicules électriques, plus particulièrement dans la carrosserie. L’avantage de ce type de batteries n’est pas des moindres : moins d’encombrement et un véhicule plus léger.

 

Comment fonctionnent les batteries structurelles ?

Les batteries structurelles fonctionnent de la même manière que les batteries lithium-ion. Toutefois, les matériaux utilisés sont différents. Les batteries structurelles sont composées de polymères renforcés par des fibres de carbone qui servent à la fois d’électrode et de renforcement structurel mécaniquement porteur. Les fibres de carbone sont noyées dans un matériau formant une matrice à l’image d’un composite. De ce fait, plusieurs couches sont formées et empilées les unes sur les autres.

Selon Gaël Guégan, ingénieur veille stratégique au Cetim : « contrairement aux batteries lithium-ion qui sont constituées de matrices (en vinylester ou époxy) sur des composites thermodurcissables, les batteries structurelles peuvent aussi transférer les charges entre les fibres et transporter les ions lithium. »

 

Des avancées récentes

Le concept de batterie structurelle n’est pas nouveau. Des équipes de chercheurs ont déjà travaillé sur le sujet depuis plus de 16 ans. En 2007, le laboratoire de recherche de l’US Army a même réussi à fabriquer un matériau structurel capable de stocker l’électricité. Toutefois, l’expérience a été un échec en raison d’une mauvaise isolation électrique. D’autres scientifiques ont continué leurs recherches et leurs expériences. Récemment, ils se sont rendu compte que les matériaux qu’ils ont développés ne sont pas suffisamment résistants pour être utilisés en tant que batterie structurelle. De ce fait, ils ont essayé de trouver d’autres moyens pour les rendre plus résistants.

Les Suédois de l’université Chalmers à Göteborg et l’Institut de technologie KTH de Stockholm sont les plus avancés sur le sujet. Ils ont récemment présenté une batterie dont l’anode est constituée de fibres de carbone et la cathode d’une feuille d’aluminium recouverte de phosphate de lithium et de fer. En ce qui concerne l’électrolyte, elle est composée de polymères. D’autre part, un séparateur en fibre est présent dans la batterie pour permettre la circulation des ions.

 

Des batteries structurelles équipent les véhicules Tesla

Les voitures Tesla Y et S Plaid seront sans doute les premiers véhicules électriques à être équipés de batteries structurelles, puisque Tesla semble très avancé dans ce domaine. Selon ce dernier, les batteries structurelles seront intégrées dans le plancher des véhicules via une presse hydraulique de 8 000 tonnes.

Par ailleurs, la firme automobile affirme que grâce à cette nouvelle technologie, elle peut multiplier par 5 l’énergie stockée, par 6 la puissance et augmenter de 16 % l’autonomie du véhicule.