Les innovations des batteries renforcent les capacités VE européennes
Alors que le déploiement des (VE) est essentiel pour réduire les émissions du transport, les préoccupations des consommateurs concernant la durée de vie des batteries limite leur pénétration sur le marché. Le secteur des VE doit répondre à diverses préoccupations dont les longs trajets, la disponibilité des stations de recharge et les temps de recharge. «Pour augmenter l’autonomie des VE, il nous faut de meilleures batteries», explique Jens Ewald, coordinateur du projet SUBLIME, de FEV Europe en Allemagne. «Cela peut toutefois alourdir les véhicules et augmenter leur coût. Ces batteries doivent également être sûres.»
Une technologie pionnière pour les batteries de VE
La technologie des batteries à l’état solide (SSB), qui pourrait offrir une densité énergétique bien supérieure aux batteries lithium-ion classiques ou aux batteries polymères au lithium, pourrait constituer une solution. Ces batteries sont également théoriquement plus sûres que les piles à base de liquide car elles ne contiennent pas de liquides inflammables. «L’UE pourrait devenir un acteur incontournable dans ce domaine, car la technologie va encore être développée», fait remarquer Jens Ewald. «Nous ne pouvons pas rivaliser avec les batteries de pointe actuelles, car d’autres régions ont optimisé leurs processus afin de produire des batteries bon marché. Nous devons développer de nouvelles technologies pour être compétitifs.» Pour ce faire, le projet SUBLIME a réuni un consortium de 16 partenaires issus de huit pays européens différents, couvrant l’industrie, le milieu académique et la recherche. L’un des objectifs était de réduire la dépendance aux matériaux rares tels que le cobalt. Le soufre, plus abondant, a été utilisé comme composant clé de l’électrolyte solide. «Nous avons commencé par construire de petites piles bouton, comme celles que l’on trouve dans les télécommandes ou les clés de voiture», explique Jens Ewald. «Nous les avons testées puis mises à l’échelle des batteries de batterie que l’on peut trouver dans un VE, qui ressemblent davantage à des briques.»
Garantir la sécurité et la recyclabilité des batteries
SUBLIME a démontré la faisabilité d’une production à l’échelle commerciale de ces SSB. L’équipe du projet a également pu démontrer un fort potentiel de recyclabilité, avec environ 90 % de matériaux récupérables en fin de vie du produit. La sécurité est un autre facteur important. L’équipe a effectué un certain nombre de tests, en exposant les batteries à des températures très élevées. Ces essais ont démontré de faibles niveaux d’inflammabilité, un élément essentiel pour l’acceptation de cette technologie. «Les prochaines étapes consisteront à optimiser davantage les matériaux des composants, à fabriquer des SSB à plus grande échelle et, enfin, à les tester en conditions réelles», ajoute Jens Ewald. D’autres aspects doivent encore être abordés, notamment l’amélioration de la stabilité de la chaîne d’approvisionnement et l’optimisation de la technologie. L’un des défis du projet était d’éviter la formation de dendrites, qui peuvent court-circuiter les batteries. «Nous avons trouvé des solutions pour limiter la formation de dendrites, mais des test supplémentaires sont nécessaires», confie Jens Ewald.
Une industrie de fabrication de SSB européenne viable
Concrètement, l’intégration de batteries à l’état solide à base de sulfure pourrait permettre d’augmenter de manière rentable et sûre l’autonomie des VE. «Nous avons démontré que cette technologie de batterie est intrinsèquement sûre», déclare Jens Ewald. «De plus, supprimer le cobalt réduit les problèmes liés à la rareté de composants essentiels, car le sulfure est disponible en abondance.» L’objectif est maintenant de poursuivre les avancées vers la commercialisation et l’établissement d’une industrie européenne viable de fabrication de SSB. «SUBLIME a permis aux institutions de recherche et aux entreprises européennes de travailler ensemble sur ce sujet», ajoute Jens Ewald. «Cela n’aurait tout simplement pas été possible sans ce projet.» Le moment est opportun pour investir dans cette technologie. D’autres régions s’efforcent d’accroître leurs capacités dans ce domaine et d’établir leurs propres usines de fabrication. «Nous sommes dans une position qui nous permet d’être compétitifs», note Jens Ewald.
Mots‑clés
SUBLIME, batterie, VE, véhicules électriques, sulfure, cobalt, lithium, recyclabilité