La Mobilité Électrique – Plus d’autonomie pour les batteries

On a vu la semaine dernière le fonctionnement global d’une batterie Lithium-Ion, basé sur un échange d’ions lithium entre deux électrodes.

Si on veut plus d’autonomie, il faut plus d’ions lithium à échanger entre l’électrode positive et l’électrode négative.

Actuellement, on trouve du côté de l’électrode positive des composés à base de lithium, cobalt, manganèse, nickel et oxygène ou bien des phosphates de fer lithiés. Du côté de l’électrode négative, on trouve essentiellement du graphite.

Le défaut le plus courant de la batterie au lithium est la possibilité que les 2 électrodes, baignées dans un électrolyte liquide à base de sel de lithium, rentrent en court-circuit, à la suite de la formation d’aiguilles de lithium métallique qui viennent trouer les feutres de séparation. C’est ce qui explique le plus souvent l’embrasement des batteries de téléphone.

De nombreuses recherches permettent d’augmenter la capacité d’accueil d’ions lithium. Les chercheurs proposent de nombreuses autres approches chimiques en électrode positive comme des composés fluorés, et en électrode négative des oxydes de silicium ou d’étain voire même le lithium métallique. Une autonomie multipliée par au moins un facteur 2 semble envisageable.

Ensuite, la difficulté portent sur les approvisionnements en matière première pour les électrodes, notamment pour le lithium ou le cobalt. Des doutes planent sur la pérennité des stocks. Les localisations d’approvisionnement sont très concentrés, loin des constructeurs de batteries, et leur sécurité sujette à de forts risques géopolitiques.

Fabriquer des électrodes sans ou avec très peu de cobalt semble être la solution. Pour remplacer le lithium, le sodium est une piste prometteuse.  La transformation du sel marin facilite son approvisionnement. La batterie du futur pourrait être la batterie à ion Sodium.

L’idée des chercheurs est de remplacer cet électrolyte liquide par un électrolyte solide. Cela offrirait plusieurs avantages :

  • une plus grande sécurité de la batterie ;
  • une augmentation de la densité d’énergie disponible (et donc une augmentation de l’autonomie) ;
  • une réduction du prix ;
  • une amélioration des sources d’approvisionnement.

De manière industrielle, les premières batteries intégrant ces nouvelles approches devraient arriver sous 4-5 ans.

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