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La batterie solide : la révolution sur laquelle parient tous les constructeurs automobiles

Philippe Moureau

Le monde automobile s’électrise à un rythme effréné, et une nouvelle technologie pourrait tout changer. La course aux batteries à état solide est lancée, et elle promet de révolutionner nos voitures.

Les géants de l’auto s’emballent pour les batteries solides

La révolution électrique est en marche, et l’Europe n’est pas en reste. Tous les grands constructeurs européens, dans la frénésie d’atteindre les exigences réglementaires de l’UE pour 2035, se tournent vers les batteries. Mercedes, BMW, Volkswagen : tous exploitent actuellement les batteries lithium-ion standard. Mais le véritable enjeu réside dans les recherches sur les batteries dites à état solide.

Pourquoi cet engouement? La raison est simple : alors que l’industrie automobile cherche à se défaire du moteur à combustion et de ses émissions de carbone, elle a besoin d’une source d’énergie de remplacement. Et les véhicules électriques, propulsés par des batteries, sont cette solution. Les batteries à état solide offrent une autonomie supérieure, une densité énergétique plus élevée et une recharge plus rapide, faisant d’elles une innovation majeure.

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De simples piles à l’innovation

L’histoire des batteries a évolué au fil des siècles. De simples piles AA et AAA à usage unique, nous sommes passés à des cellules rechargeables utilisées dans les véhicules électriques. Comme le souligne le professeur Ferdinand Dudenhoeffer, directeur du Center for Automotive Research à Duisburg : “Je pense que la batterie est la plus grande innovation du 21ème siècle.”

Les batteries primaires, non rechargeables, fournissent une énergie constante tout au long de leur durée de vie. À l’inverse, les batteries secondaires permettent des réactions chimiques inversées grâce à l’application de tension, les rendant rechargeables. Parmi ces dernières, on retrouve les batteries plomb-acide, nickel-métal-hydrure et lithium-ion, cette dernière étant particulièrement privilégiée par des entreprises comme Tesla pour leurs voitures électriques.

Des batteries nouvelles pour de nouveaux défis

Le fonctionnement des batteries lithium-ion repose sur une solution d’électrolyte liquide. Avec les batteries à état solide, cette solution liquide est remplacée par un électrolyte solide. Ceci a pour avantage d’éliminer le besoin d’un séparateur lourd pour éviter le contact entre l’électrode positive et l’électrode négative.

De plus, l’absence d’électrolyte liquide inflammable réduit les risques d’incendie, rendant la batterie plus sûre. Toyota, le deuxième plus grand constructeur automobile au monde, a récemment annoncé une avancée majeure dans ce domaine, prévoyant de produire des voitures équipées de ces batteries d’ici 2025.

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Mais il n’y a pas que des avantages. Bien qu’elles promettent des performances accrues, ces batteries pourraient présenter une durée de vie plus courte en raison de la formation de fissures, comme le note Lorenz Olbrich, étudiant en doctorat en science des matériaux à Oxford.

Rentabilité : Le grand défi des batteries solides

La performance des batteries à état solide est indéniable, mais des questions demeurent sur leur coût de production à grande échelle. Comme le souligne Tim Wicke du Fraunhofer Institute, leur adoption initiale pourrait se limiter à des marchés de niche en raison de coûts plus élevés.

Cependant, l’Union Européenne reconnaît l’importance de la production de cellules de batteries et offre des subventions aux constructeurs automobiles investissant dans cette technologie. Cela pourrait aider à accélérer la recherche et le développement autour de cette technologie prometteuse.

La menace chinoise : L’avance de l’Est sur l’Ouest

Alors que l’Europe progresse, la Chine ne reste pas les bras croisés. Les chercheurs chinois ont annoncé le développement d’une batterie à état solide produite à des coûts plus bas, posant un véritable défi pour l’Ouest. Avec une grande maîtrise de la chaîne d’approvisionnement, les entreprises chinoises représentent une forte concurrence.

Pourtant, comme le souligne Olbrich d’Oxford, “il y a beaucoup de peur en Occident à cause de la forte dépendance vis-à-vis de la Chine.” Face à cette menace, l’Occident intensifie ses efforts pour investir dans de nouvelles usines de production de batteries et dans le recyclage des anciennes batteries.

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La route vers un futur électrique est pavée d’innovations, de défis, mais aussi d’opportunités. Avec les avancées dans le domaine des batteries à état solide, nous sommes à l’aube d’une nouvelle ère pour les véhicules électriques. Reste à voir comment les constructeurs, les gouvernements et les consommateurs répondront à cet appel.

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