Les batteries pour automobiles électriques de demain.

          Le marché de l’automobile électrique n’est pas florissant car le prix des voitures électriques est beaucoup plus élevé que celui des voitures thermiques, que leur autonomie est insuffisante et que, hors maisons individuelle, le coût de la recharge à une borne externe ou dans un immeuble est, compte tenu du prix des abonnements, aussi chère que celui de l’essence, si on ne fait pas un nombre important de kilomètres en ville.

         Par ailleurs les recharges sur route sont aléatoires, compte tenu du nombre de voitures à recharger, par rapport au nombre de bornes disponibles.

         Et par rapport au prix total, celui de la batterie compte pour 40 %.

         Par ailleurs les batteries sont pour la plupart fabriquées hors de France et principalement en Chjne, et 98% des produits nécessaires aux batteries produites chez nous proviennent de l’étranger.
         Augmenter les performances des batteries est essentiel, mais beaucoup de personnes ne peuvent pas s’offrir une voiture à 45 000 euros, et concevoir des batteries moins chères est tout aussi essentiel.

          Dans le domaine de l’amélioration des performances, on compte beaucoup sur les batteries à électrolyte solide, actuellement à l’étude, et qui pourraient voir le jour vers 2030.

          Dans les batteries Lithium-ions actuelles, les plus utilisées pour les voitures, les ions lithium (Li+) vont de l’anode (-) en graphite, à la cathode (+) en Cobalt, Nickel, Manganèse (NMC), en traversant un électrolyte liquide, les électrons allant de l’anode à la cathode (à la décharge de la batterie pour alimenter le moteur). Le système est réversible, permettant la charge.
           Mais les progrès de ces batteries plafonnent.  L’énergie fournie par les batteries  est cependant passée de 90 Wh/kg à 250 à 300 Wh/kg.

          Le liquide électrolytique assurait de bons contacts électriques. Les améliorations concernent la taille des cellules, de meilleures collecteurs de courant et l’électronique de contrôle, qui gère le fonctionnement.

          Dans les batteries à électrolyte solide, l’anode est en lithium métallique et l’électrolyte est une céramique perméable aux ions

           Les problèmes à résoudre sont des problèmes de circulation des ions et de contacts. Pour le moment on ajoute un peu de liquide ou de gel.
           Avec des éléments « tout solide », on espère atteindre 450 Wh/kg.
           Ces éléments constituent des cellules qui sont regroupées en batteries.

           En ce qui concerne les batteries moins chères, il faut innover plut^t que s’épuiser à vouloir rattraper le retard que nous avons sur la Chine.
           L’une des solutions possibles est de remplacer les cathodes Cobalt, Nickel, Manganèse (NMC) par des cathodes Lithium Fer Phosphate (LFP). Prix passant de 69 à 59 dollars par kWh, et de plus un cour moins changeant que celui du nickel et du cobalt.

          Mais ces batteries sont moins puissantes que les LI ions.

        Mais ces nouvelles batteries ne sont encore qu’au stade laboratoire et il faudra sans doute, plusieurs années avant une fabrication industrielle. La fabricant franco-allemand ACC (Automotive Cells Company) a obtenu un prêt de 450 millions d’euros pour développer une fabrication en France, en partenariat avec Total, Stellantis et Mercédes. Il a produit à Douvin (Pas de Calais) une présérie qui équipera environ 2500 Mercédès et Peugeot. Il compte construire deux grandes usines en Allemagne et en Italie, vers 2030 pour produire des batteries lithium-ions classiques NMC et des batteries moins chères LFP.

Nota : les graphiques ont été empruntés à Sciencezs et Avenir