Bien qu’en perte de vitesse actuellement, les voitures électriques restent l’avenir de la mobilité individuelle. Et, outre leur prix, ces voitures présentent encore une limitation majeure : l’autonomie de leur batterie, car les chimies actuelles n’évoluent assez peu sur la question de la densité énergétique (le rapport entre masse de la batterie et l’énergie déployée). Or, les consommateurs veulent plus.
En Belgique
C’est dans ce contexte que le centre de recherche Imec de Louvain, spécialisé dans l’innovation dans le domaine des nanotechnologies et des technologies numériques, vient de dévoiler un prototype de batterie lithium-métal à électrolyte solide, une innovation qui pourrait changer la donne pour les véhicules électriques. Appelée SOLiDIFY project (et réalisé avec 13 autres partenaires européens), ce projet met en œuvre des cellules qui présentent une densité énergétique de 1.070 Wh/kg. Ce prototype surpasse largement les batteries lithium-ion classiques, qui plafonnent généralement entre 600 et 700 Wh/kg. Concrètement, cela signifie que les voitures équipées de cette nouvelle technologie pourraient rouler jusqu’à 50% plus loin sans augmentation du volume ou du poids de la batterie.
L’autonomie des véhicules électriques reste actuellement un enjeu crucial pour convaincre un plus large public de passer à cette technologie. Les consommateurs sont souvent réticents à l’idée de recharger fréquemment leur véhicule, d’autant que les bornes manquent et que tous les citoyens ne disposent pas d’une entrée, d’un garage ou d’un emplacement de parking à domicile. Une autonomie accrue constituerait un argument de poids.
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D’autres avantages
Selon les chercheurs de l’Imec, le prototype de batterie développé permet aussi de réduire les risques d’incendie, ce qui signifie une sécurité augmentée pour les utilisateurs. Certes, les incendies de voitures électriques restent rares, mais, lorsqu’ils se produisent, ils restent très longs et complexes à éteindre. Last but not least, la batterie à électrolyte solide se recharge aussi nettement plus vite que les actuelles chimies lithium-ion.
Ces cellules encore expérimentales ont été obtenues grâce à l’optimisation de nouveaux matériaux ainsi que de revêtements avancés. Pour l’électrolyte solide, on utilise par exemple un nanocomposite dopé à base de liquide ionique polymérisé (PIL) a été utilisé, permettant une approche unique de solidification. La densité énergétique élevée a été obtenue en combinant une cathode composite de grande capacité séparée d’une anode mince en lithium métal par le biais d’un séparateur d’électrolyte solide très mince, ce qui participe à la compacité de la cellule.
Pas cher ?
Mais là où l’Imec pourrait frapper fort, c’est pour le coût de fabrication de cette nouvelle cellule. Les chercheurs estiment en effet que les coûts de production devraient se situer en dessous de 150 euros/kWh, ce qui permettrait de maintenir des prix accessibles pour les consommateurs. D’autant plus que les lignes de production actuelles de batteries lithium-ion pourraient être adaptées à cette nouvelle technologie, limitant ainsi les investissements pour les fabricants.
La suite ? La prochaine étape consistera à passer de la phase de prototype à celle de la production en série, ce qui permettra de mesurer l’impact réel de cette innovation sur le marché des véhicules électriques. L’Imec est une organisation innovante très avancée et reconnue dans le monde entier. Il est donc certain que cette communication ne restera pas sans suite, par ce centre d’innovation est scruté partout dans le monde. Les tests et ajustements se poursuivent, mais les premiers résultats sont déjà très encourageants.
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