Faire des batteries de véhicules électriques sans cobalt une réalité
L’Espagne a obtenu sa première batterie lithium-ion grand format sans cobalt pour véhicules électriques. Développé par l’Institut de recherche énergétique de Catalogne (IREC) en collaboration avec CIDETEC Energy Storage (Espagne) et 17 autres partenaires européens, le prototype de batterie est le fruit de recherches menées dans le cadre du projet COBRA financé par l’UE.
Élimination du cobalt
L’une des grandes réussites du prototype est qu’aucun cobalt n’a été utilisé dans son processus de fabrication. Bien qu’il s’agisse d’une matière première essentielle pour les batteries lithium-ion des véhicules électriques, le cobalt est hautement toxique, nocif pour l’environnement et coûteux. En outre, ses prix sont notoirement volatils en raison des perturbations de la chaîne d’approvisionnement et des facteurs géopolitiques. L’extraction du cobalt a également suscité des préoccupations éthiques en raison des violations des droits de l’homme et des conditions de travail dangereuses, en particulier en République démocratique du Congo, le plus grand producteur de cobalt au monde, qui représente plus de 70 % de la production mondiale. «Le cobalt permet aux batteries de fonctionner avec une plus grande durabilité et des cycles de charge plus rapides», déclare Jordi Jacas, chercheur principal à l’IREC, coordinateur du projet COBRA, dans un récent communiqué de presse. Jordi Jacas décrit l’effort de remplacement de ce «métal coûteux et toxique dépendant des pays africains» comme un défi «très important». L’accent mis par COBRA sur le développement d’une composition de cathode sans cobalt ouvre la voie à de futures batteries qui seront «totalement compétitives au niveau du marché». Le prototype de batterie, qui se trouve actuellement en phase précommerciale, est classé entre les niveaux 5 et 6 sur l’échelle du niveau de maturité technologique (TRL). Les technologies TRL 5 ont été validées et les technologies TRL 6 ont fait l’objet d’une démonstration dans un environnement industriel pertinent. Le niveau TRL 9 est atteint lorsque la technologie est éprouvée dans un environnement opérationnel. Comme l’a fait remarquer Iratxe de Meatza, chef d’équipe à CIDETEC Energy Storage, dans le communiqué de presse de COBRA, la réalisation du projet a facilité la transition des matériaux cathodiques sans cobalt «du laboratoire aux cellules de taille semi-industrielle». Cette transition permet d’analyser les performances «dans des conditions plus réalistes», dans le but d’améliorer «la puissance de charge et la cyclabilité» du prototype.
Amélioration de la durabilité, de la sécurité et de l’efficacité
Les recherches menées pour optimiser chacun des composants de la batterie ont permis de découvrir de nouvelles formulations d’électrodes utilisant du «silicium recyclé provenant de panneaux photovoltaïques». Cela permet d’aligner la technologie du prototype sur les objectifs européens en matière de recyclage et de développement durable. Selon le responsable du projet à l’IREC, l’équipe atteint déjà un taux de recyclage «entre 90 et 95 % pour les composants qui constituent la cellule». Parallèlement, les partenaires renforcent également les niveaux de sécurité de l’ensemble de la chaîne de valorisation en améliorant les composants, les cellules électrochimiques, les systèmes de contrôle équipés de capteurs et l’assemblage final du bloc-batterie. En outre, un nouveau système de contrôle doté d’une communication sans fil, de capteurs avancés et d’algorithmes sophistiqués est en cours d’intégration afin d’améliorer la sécurité et l’efficacité de la batterie. Le prototype de batterie du projet COBRA (CObalt-free Batteries for FutuRe Automotive Applications) devrait être commercialisé à moyen terme. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet COBRA
Mots‑clés
COBRA, cobalt, lithium, lithium-ion, batterie, véhicule électrique, batterie pour véhicule électrique
