La batterie solide c'est bien, la batterie au soufre, c'est encore mieux...
19 Septembre 2023
IL est clair aujourd'hui que l'expansion de la voiture électrique ( VEB ) vers une part prépondérante du marché auto, passe par une autre génération de batteries.
La technologie actuelle Lithium-ion à électrolyte liquide a permis le lancement du marché et démontré l'intérêt du concept de remplacement du pétrole par de l'électricité.
Mais l'expansion de ce marché est encore freinée par les limites des batteries actuelles :
Leur capacité spécifique conduit à un poids dissuasif, et donc à une capacité énergétique limitée incompatible avec l'autonomie demandée. De plus, l'électrolyte liquide ne permet pas le régime de charge rapide nécessaire, et le comportement thermique n'est pas satisfaisant.
Il existe d'autres structures de batteries Li-ion permettant d'améliorer très significativement la capacité spécifique, mais présentant par ailleurs d'autres problèmes qui devront être résolus avant de songer à les utiliser dans l'automobile, dont le cahier des charges est très exigeant, notamment concernant la fiabilité, la tenue en température extrêmes, la gestion des surcharges thermiques, la densité de courant, le cyclage qui conditionne la durée de vie, et bien sûr le coût de fabrication et l'approvisionnement des matériaux critiques.
Deux procédés porteurs d'améliorations décisives des performances sont actuellement à la une de l'actualité auto :
- La « batterie solide », qui consiste à transposer à la voiture électrique un processus déjà connu, mais qui doit être mis en conformité avec le cahier des charges automobile. Il s'agit d'une part de remplacer l'électrolyte liquide par une membrane solide à forte conductibilité ionique, qui sert aussi d'électrolyte, et d'autre part de remplacer l'anode actuelle par une anode en Lithium.
On attend de ce concept un doublement de la capacité spécifique, une meilleure fiabilité, une meilleure densité de courant, et également un coût plus raisonnable.
Ce type de batterie pourrait être commercialisé dans un délai relativement court.
- La batterie « Lithium-Soufre », qui utilise également le principe de la batterie solide, mais avec du soufre pour la cathode, combiné avec du Graphène pour assurer la conductivité. Les gains de performances seraient « disruptifs » , mais les délais de mise au point seraient très longs.
( La densité énergétique du couple Li-S est de 2 500 Wh/kg, soit presque 10 fois celle des batteries au Lithium actuelles. Un gain d'un rapport 4 ou 5 pourrait être ainsi obtenu en fabrication, ce qui constituerait une révolution pour la voiture électrique ).
Des résultats industriels concrets sont attendus au mieux pour 2030.
Ce qui s'annonce comme une révolution technologique pourrait être l'occasion pour l'Europe de prendre des positions sur ce marché qui, pour le moment, est plutôt asiatique.
Il serait désastreux que les futures gigafactories européennes ne soient pas parties prenantes dans ce nouvel eldorado.
Ces annonces, prometteuses au demeurant, ne sont pas de nature à encourager l'automobiliste actuel à passer à l'électrique, sachant qu'un VEB acheté en 2023 fera figure d'ancêtre en 2030 car, si les espoirs actuels se concrétisent, ces histoires d'autonomie ne seront plus alors que des contes de grand-mères.Pour peu qu'en plus, les promesses de réduction du coût soient au rendez-vous, les « vieilles » voitures électriques seront complètement dévaluées.
Les acheteurs actuels de VEB sont donc des précurseurs auxquels il faut rendre hommage, car ils tirent le marché vers le haut et motivent ainsi les chercheurs et les industriels en justifiant les investissements pour que la transition énergétique ne soit pas synonyme de désindustrialisation pour l'Europe.