Les batteries des VE sont sur le point de recevoir une mise à niveau bien nécessaire

L’autonomie n’est vraiment plus un problème pour la plupart des voitures électriques. Mais comme pour les voitures à moteur à combustion interne, ce n’est pas nécessairement la taille du réservoir de carburant, mais la facilité avec laquelle il est possible de se procurer du carburant. Avec les VE, le problème n’est pas la taille de la batterie, mais la vitesse de charge et la longévité de la batterie. Heureusement, il y a quelques nouveaux développements qui pourraient résoudre certains de ces maux de tête des batteries de VE.

Les batteries solides de VE de Toyota

Un moyen simple de contourner l’anxiété d’autonomie est de rendre les stations de recharge rapide (et les chargeurs domestiques) plus répandues. Mais cela prend du temps et des investissements massifs dans les infrastructures. Et même dans ce cas, explique Battery University, les batteries lithium-ion ne peuvent supporter qu’un nombre limité de cycles de charge rapide avant de commencer à se dégrader. Toyota, cependant, pourrait avoir une solution pour cela, rapporte Autoblog.

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Les batteries lithium-ion reposent sur un électrolyte liquide pour transporter les ions et les électrons afin de fournir de l’énergie. Mais cet électrolyte, expliquent The Verge et NewAtlas, est inflammable et potentiellement explosif, surtout si la batterie elle-même est vieille ou endommagée. Il est également corrosif s’il est mal entretenu, explique le Handbook of Advanced Ceramics.

La réponse de Toyota est de remplacer le liquide dans les batteries de voitures électriques par un solide, créant une batterie à l’état solide. Une batterie solide pour VE, explique Automotive News, serait plus légère et plus sûre qu’une batterie Li-ion. Elle durerait également plus longtemps et se chargerait beaucoup plus rapidement. Le temps de recharge d’un véhicule comme la Honda E pourrait passer de 30 minutes à moins de 15 minutes.

Cependant, la conception à l’état solide n’est pas la seule chose que Toyota étudie avec ses prototypes de batteries pour voitures électriques. Le constructeur automobile japonais investit également dans une nouvelle chimie de batterie pour VE : le lithium-soufre. Les batteries Li-S sont plus denses en énergie que les batteries Li-ion, et leurs matériaux sont moins coûteux. Elles évitent également d’utiliser un matériau extrêmement problématique : le cobalt.

Certaines autres entreprises de VE et de batteries, cependant, s’attaquent à ce problème sous un angle différent.

Sortir le cobalt des batteries de voitures électriques

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Bien que les batteries Li-ion soient construites autour du lithium, elles ont besoin de cobalt et de graphite pour leurs électrodes, rapporte Chemical & Engineering News. Le cobalt est le plus grand facteur derrière les prix des batteries des VE, rapporte NBC, et la demande dépasse l’offre.

Pire encore, une partie importante du cobalt mondial est extraite par des mineurs horriblement sous-payés et surmenés en République démocratique du Congo. Et cela inclut des enfants.

Plusieurs grands fournisseurs de batteries ont déjà éliminé progressivement le cobalt extrait par le travail des enfants. Tesla et Panasonic, cependant, vont un peu plus loin, rapporte InsideEVs. Panasonic est le principal fournisseur de batteries de Tesla et produit actuellement des batteries pour VE en nickel-cobalt-aluminium, rapporte TechCrunch. Cependant, il affirme utiliser moins de 2 % de l’offre mondiale de cobalt dans ses batteries. Il affirme également que ses batteries seront exemptes de cobalt d’ici 2023.

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Tesla s’est également associé à la société chinoise CATL, rapporte Reuters, pour développer des batteries au phosphate de fer lithié. Les batteries LFP (« F » pour « Fe », ou fer) ne sont pas aussi denses en énergie que les batteries Li-ion, rapporte Epec Engineered Technologies. Cependant, non seulement elles n’utilisent pas de cobalt, mais elles sont plus stables et plus durables. Mais la nouvelle chimie pourrait ne pas être strictement nécessaire.

InsideEVs rapporte que plusieurs scientifiques de l’Université du Texas à Austin ont développé une batterie de voiture électrique Li-ion qui n’utilise pas de cobalt. Mais elle utilise des métaux déjà présents dans les batteries Li-ion : le nickel, l’aluminium et le manganèse. La nouvelle chimie n’a pas moins d’efficacité de charge ou de durabilité, rapporte le Green Car Congress. Et selon le rapport publié dans Advanced Materials, elle présente une « évolutivité de synthèse immédiate ».

Dans combien de temps ces mises à jour se répercuteront-elles sur les consommateurs ?

L’élimination du cobalt des batteries des VE présente un autre avantage potentiel : rendre les VE aussi bon marché que les voitures à moteur à combustion interne. Selon Forbes, abaisser le coût d’une batterie de voiture électrique à 100 $/kWh éliminerait pratiquement cette disparité de prix.

Au moment où nous écrivons ces lignes, le coût est d’environ 147 $/kWh. Étant donné que le cobalt représente 10 à 30 % du coût d’une batterie Li-ion, rapporte Green Car Congress, son élimination pourrait faire baisser ce coût à environ 110 à 120 $. Cependant, les batteries LFP pourraient théoriquement atteindre 100 $/kWh d’ici 2024, selon Forbes, et 61 $/kWh d’ici 2030. Mais pour cela, il faut encore mettre en place une version commerciale. Il en va de même pour la batterie de l’Université du Texas. Bien que dans ce cas, les chercheurs à l’origine de cette batterie ont déjà créé une société pour la commercialiser : TexPower.

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Alors, quelle est la place de la batterie de voiture électrique à semi-conducteurs de Toyota ? Pour l’instant, le constructeur automobile s’efforce de surmonter la tendance des batteries Li-S à se déformer avec le temps. De plus, la fabrication d’une batterie Li-S EV nécessite un environnement à très faible teneur en humidité soigneusement contrôlé. Les premiers prototypes fonctionnels ne seront pas dévoilés avant 2025 au plus tôt. Et même alors, il faudra quelques années pour que le prix baisse, en raison du faible volume de production.

Mais tous ces développements font tout de même un pas en avant pour rendre les VE plus abordables et accessibles à tous.

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