Les batteries des voitures électriques sont l’une des technologies les plus importantes et innovantes de l’industrie automobile et représentent l’une des clés de la transition vers la mobilité électrique. Le choix que font les constructeurs lorsqu’ils choisissent une certaine technologie de batterie est un facteur crucial pour les performances, l’efficacité et la durabilité des voitures électriques.
Il existe différents types de batteries, chacune présentant des caractéristiques spécifiques en termes de densité énergétique, de puissance, de durée, de sécurité et de coûts. Le choix de la technologie des batteries par les constructeurs automobiles dépend de plusieurs facteurs, tels que la meilleure compatibilité avec le véhicule, les besoins de l’utilisateur final, le coût et la disponibilité des matériaux.
La recherche technologique dans ce domaine se déroule comme jamais auparavant et représente un défi et une opportunité pour l’industrie automobile et pour la société dans son ensemble, dans la création d’une mobilité de plus en plus électrique.
Mais quels types de batteries pour voitures électriques existent aujourd’hui ? Allons le découvrir.
Batteries au plomb
Les batteries au plomb ont été utilisées dans le passé dans les voitures électriques, mais ont été progressivement remplacées par des technologies de batteries plus avancées. Les batteries au plomb ont une densité énergétique relativement faible par rapport aux batteries modernes, ce qui signifie qu’elles limitent considérablement l’autonomie de la voiture électrique.
De plus, leur durée de vie est courte et leur recharge prend beaucoup de temps. Pour ces raisons, les batteries au plomb ont été remplacées par des technologies de batteries plus avancées, telles que les batteries lithium-ion.
Cependant, certaines applications spécialisées, telles que les voiturettes de golf, les chariots élévateurs et les bateaux, continuent d’utiliser des batteries au plomb.
Batteries nickel-hydrure métallique
Les batteries nickel-hydrure métallique (NiMH) ont déjà été utilisées dans certaines voitures électriques, mais ont été largement remplacées par des batteries lithium-ion.
Les batteries NiMH ont une densité énergétique légèrement supérieure à celle des batteries au plomb, mais inférieure à celle des batteries lithium-ion. De plus, ils sont moins efficaces que ces derniers et ont une durée de vie utile plus courte.
Batteries lithium-ion
Les batteries lithium-ion (Li-ion) constituent actuellement la technologie de batterie la plus populaire dans les voitures électriques. Les batteries Li-ion ont une densité énergétique élevée, ce qui signifie qu’elles peuvent stocker une grande quantité d’énergie dans un espace relativement petit.
Cela les rend particulièrement adaptés aux voitures électriques, où l’espace est limité. De plus, les batteries Li-ion ont un rendement élevé, ce qui signifie qu’elles peuvent stocker et restituer de l’énergie avec une faible perte d’énergie sous forme de chaleur. Cela les rend adaptés aux applications où l’efficacité énergétique est importante, tout comme les voitures électriques. Cependant, les batteries Li-ion sont sensibles à la température et aux dommages mécaniques, ce qui peut affecter leur efficacité.
Piles au lithium fer phosphate
Les batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4) constituent une technologie de batterie relativement nouvelle, mais elles deviennent de plus en plus populaires dans les voitures électriques. Les batteries LiFePO4 ont une densité énergétique inférieure à celle des batteries Li-ion, mais ont une durée de vie plus longue et sont moins sujettes aux problèmes de sécurité.
De plus, les batteries LiFePO4 sont moins sensibles à la température que les batteries Li-ion, ce qui les rend particulièrement adaptées aux voitures électriques devant fonctionner dans des conditions météorologiques extrêmes. Cependant, ces batteries sont plus lourdes et moins efficaces que les batteries Li-ion.
Piles lithium-métal
Les batteries au lithium-métal (Li-Métal) constituent une technologie de batterie en développement qui pourrait surpasser les batteries au lithium-ion en termes de densité énergétique. Les batteries Li-Métal utilisent une anode au lithium métallique au lieu de l’anode en graphite utilisée dans les batteries lithium-ion.
Cela signifie que les batteries Li-Métal peuvent stocker plus d’énergie dans un volume plus petit que les batteries Li-ion. Cependant, les batteries Li-Métal sont encore en développement et n’ont pas encore été largement utilisées dans les voitures électriques.
Batterie lithium-soufre
Les batteries au lithium-soufre (Li-S) sont une autre technologie de batterie en développement qui pourrait surpasser les batteries lithium-ion en termes de densité énergétique. Les batteries Li-S utilisent du soufre au lieu du cobalt, du nickel et du manganèse utilisés dans les batteries lithium-ion.
En d’autres termes, les batteries Li-S peuvent stocker plus d’énergie dans un espace plus petit que les batteries lithium-ion. De plus, les batteries Li-S sont moins chères à produire que les batteries Li-S. Batteries lithium-ion et sont moins sujettes aux problèmes de sécurité associés aux batteries Li-ion. Cependant, les batteries Li-S sont encore en développement et n’ont pas encore été largement utilisées dans les voitures électriques.
Batteries sodium-ion
Les batteries sodium-ion (Na-ion) sont une technologie de batterie encore en développement, mais qui pourrait représenter une alternative viable aux batteries lithium-ion. Les batteries Na-ion utilisent du sodium au lieu du lithium comme matériau d’électrode actif.
Cela signifie que les batteries Na-ion sont moins coûteuses à produire que les batteries lithium-ion, le sodium étant un matériau abondant et disponible dans le monde entier. Cependant, les batteries Na-ion ont une densité énergétique inférieure à celle des batteries lithium-ion et sont encore en développement.
En fin de compte, les batteries lithium-ion sont certainement aujourd’hui la technologie de batterie la plus répandue dans les voitures électriques, grâce à leur haute densité énergétique et leur efficacité énergétique.
Cependant, d’autres technologies de batteries, telles que les batteries au lithium fer phosphate, les batteries au lithium-soufre et les batteries sodium-ion, apparaissent comme des alternatives possibles, offrant des avantages tels qu’une durée de vie plus longue, une plus grande sécurité et un coût inférieur.
Outre les technologies que nous avons présentées, de nouveaux brevets sont annoncés chaque jour dans le domaine des batteries pour les voitures électriques du futur, mais seule l’épreuve du temps nous dira si elles pourront supporter une production de masse.
(Source : Global EV Outlook 2023, Tendances des batteries, 2023)
