La batterie est le cœur d’un véhicule électrique. Elle permet à la fois de faire avancer le véhicule et de le recharger. Cependant, il existe de nombreuses différences entre les batteries des voitures électriques, que ce soit en termes de densité énergétique, de composition chimique ou de technologie utilisée. Dans cet article, nous allons examiner les différentes technologies disponibles, tant celles déjà utilisées que celles prévues pour l’avenir.
Les Batteries Utilisant le Cobalt : NCA et NMC
Deux des chimies les plus populaires des batteries lithium-ion utilisées dans les voitures électriques sont le nickel-cobalt-aluminium (NCA) et le nickel-manganèse-cobalt (NMC). Comme leur nom l’indique, ces batteries utilisent du cobalt dans leur composition, en tant que matériau de base pour leur cathode, qui détermine leur capacité. Le cobalt présente plusieurs avantages : une excellente densité énergétique (c’est-à-dire plus de kilowattheures stockés par kilogramme de batterie) et une gestion précise du niveau de charge restant. De plus, les batteries NMC et NCA ont une bonne capacité de décharge à haute température, ce qui les rend idéales pour les véhicules électriques sportifs.
Cependant, l’utilisation du cobalt soulève des préoccupations économiques et éthiques. L’extraction du cobalt est coûteuse et se fait principalement dans des exploitations minières controversées en République démocratique du Congo. Pour ces raisons, de nombreux constructeurs cherchent des alternatives aux batteries NMC et NCA qui utilisent moins de cobalt ou pas du tout.
Lithium-fer-phosphate : Optimisation des Coûts avec Quelques Avantages et Inconvénients
La batterie lithium fer phosphate (LFP ou LiFePO4) est devenue populaire en raison de son coût inférieur et de son impact environnemental réduit. Contrairement aux batteries NMC et NCA, les batteries LFP n’utilisent pas de cobalt dans leur cathode. Cela permet de réduire considérablement les coûts de fabrication, ce qui se traduit par des économies pour les constructeurs et les clients. De plus, les batteries LFP ont une durée de vie plus longue, sont plus sûres et peuvent être rechargées à 100 %, ce qui est pratique pour les utilisateurs.
Cependant, les batteries LFP ont une densité énergétique inférieure à celle des batteries utilisant du cobalt, ce qui peut affecter les performances du véhicule. De plus, elles sont plus lourdes, ce qui peut limiter leur utilisation aux modèles d’entrée de gamme ou aux véhicules moins puissants. De plus, elles ne sont pas aussi performantes que les batteries NMC et NCA par temps froid.
Les Batteries Solides et Semi-solides
Les batteries solides sont une avancée technologique majeure dans le domaine des batteries lithium-ion. Contrairement aux batteries conventionnelles, elles n’utilisent pas d’électrolyte liquide, mais un composé inorganique solide à la place. Cela améliore la sécurité en réduisant considérablement les risques d’incendie. Les batteries solides offrent également une densité énergétique plus élevée, ce qui se traduit par une autonomie accrue. Cependant, elles sont encore coûteuses à produire et ne sont pas encore largement utilisées dans les véhicules de production en série.
Les batteries semi-solides sont une alternative intéressante. Elles utilisent toujours un électrolyte liquide, mais sans liant, ce qui permet d’obtenir une densité énergétique plus élevée. Certaines marques utilisent déjà des batteries semi-solides dans leurs véhicules, offrant ainsi une meilleure autonomie.
Les Alternatives au Lithium : le Sodium
Le lithium étant une ressource limitée et son extraction présentant des défis écologiques, les batteries sodium-ion commencent à gagner en popularité. Ces batteries sont similaires aux batteries lithium-ion, mais utilisent du sodium à la place du lithium. Le sodium est abondant et peu coûteux à exploiter, ce qui en fait une alternative intéressante. Cependant, les batteries sodium-ion ont une densité énergétique inférieure à celle des batteries lithium-ion. Elles sont donc principalement utilisées dans les petites voitures électriques.
Conclusion
La recherche de la batterie parfaite pour les voitures électriques est encore en cours. Les batteries utilisant le cobalt offrent de bonnes performances, mais soulèvent des préoccupations économiques et environnementales. Les batteries LFP sont moins chères et plus sûres, mais offrent une densité énergétique plus faible. Les batteries solides offrent une sécurité accrue et une meilleure autonomie, mais sont encore coûteuses à produire. Les batteries sodium-ion représentent une alternative abordable, mais ont une densité énergétique inférieure. Le futur nous réserve peut-être des surprises avec de nouvelles technologies de batteries qui pourraient répondre à tous les besoins des voitures électriques.
