Les études prospectives montrent que les enjeux de l’industrie automobile sont désormais intimement liés à ceux des chaines de traction électriques, dont la batterie est le constituant à la fois le plus onéreux et qui limite la performance des véhicules. Les capacités en termes de densité d’énergie et de performance en cyclage constituent les deux paramètres principaux du défi auxquels les programmes de R&D doivent répondre pour introduire de nouvelles technologies de batteries moins coûteuses tout en offrant davantage d’autonomie.
Parmi les nombreux programmes de R&D en cours, certains paraissent proches du succès industriel et commercial à l’horizon des 5 à 8 prochaines années.
La technologie des batteries Lithium-ion à anode Silicium permet d’atteindre des densités d’énergie jusqu’à 40% plus élevées tout en permettant des régimes de charge très rapides (75% en 5 minutes sont annoncés par certains fournisseurs). Les performances en cyclage restent néanmoins le point sensible de cette technologie.
Les batteries dites Lithium tout solide de construction plus simple et plus compacte, offrent de hautes densités d’énergie (500 Wh/kg et 1 200 Wh/l annoncés par certains fabricants) et font appel à des procédés de fabrication similaires à ceux des batteries Lithium-ion. Les derniers progrès annoncés en matière de puissance à basse température et de durée de vie sont très encourageants et laissent espérer un possible déploiement industriel dans les prochaines années.
Les batteries Lithium-Soufre permettraient une densité d’énergie massique jusqu’à deux fois plus élevées (450 à 500 Wh/kg) mais plus encombrante que les technologies tout-solide et offrant des performances en cyclage toujours en phase d’évaluation.
Parmi les autres technologies de batteries innovantes qui pourraient être disponibles à grande échelle, les batteries Sodium-ion ou le Lithium est remplacé par du Sodium, élément parmi les plus répandus sur la planète. Tiamat Energy fondée en 2017 à partir de travaux de recherche du CNRS et du CEA, auxquels easyLi a participé, a annoncé récemment son intention de se concentrer sur la réalisation de tests de grande ampleur.
D’autres technologies sont à l’étude pour des débouchés commerciaux à plus long terme comme les batteries Lithium-ion haute tension (tension moyenne entre électrodes > 4.5 V) les technologies Métal-Air (notamment Zinc-Air) ou encore Lithium-Air.
La liste est loin d’être exhaustive !
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