Déploiement en série attendue prochainement
Le talon d’Achille de la mobilité électrique à batterie reste le stockage de l’énergie. Les coûts sont élevés malgré l’automatisation et surtout la production à bas prix en provenance d’Asie, et la capacité de stockage est nettement inférieure à celle d’une source d’énergie chimique (comme l’essence ou le diesel) en termes de volume et de masse. En conséquence, les fabricants de batteries et d’automobiles mènent des recherches intensives sur de nouvelles chimies de cellules et testent leur utilisation en série. L’objectif est de pouvoir stocker plus d’énergie par masse tout en permettant de répondre aux exigences d’une batterie de traction – comme des courants de charge et de décharge élevés ainsi qu’une large fenêtre de température en fonctionnement. Les plus prometteuses sont actuellement les batteries à l’état solide – en anglais « Solid-State Batteries », abrégé SSB. Cette nouvelle technologie se base sur la technique lithium-ion bien connue et ne dispose pas d’un électrolyte liquide, mais solide. L’avantage : pour un volume comparable, il est possible d’obtenir des densités énergétiques plus élevées. Au lieu d’une capacité d’environ 120 Wh par kg de masse, les SSB peuvent stocker jusqu’à 500 Wh/kg. L’autonomie augmente ainsi de manière significative pour une même masse de batterie. Mercedes a présenté les premiers prototypes d’un modèle EQS modifié, qui devrait permettre une autonomie de plus de 1000 km. La densité énergétique plus élevée est sans aucun doute l’atout des batteries à l’état solide. La technologie présente toutefois quelques défis techniques difficiles à maîtriser. Il est frappant de constater que les SSB se dilatent de manière volumétrique lors de la charge et de la décharge. L’augmentation et la diminution du volume peuvent aller jusqu’à 10 %. La structure d’un module de batterie contenant ces cellules doit en conséquence présenter une possibilité de dilatation et les connecteurs des cellules doivent être élastiques afin de garantir une connexion sûre même après de nombreux cycles de charge et de décharge. Les connecteurs de cellules, en particulier, doivent être repensés et conçus de manière flexible, ce qui pose également des défis en matière d’automatisation de la production. La conductivité pour les ions de lithium est également un défi dans l’ASS. Pour que les ions puissent circuler à travers le séparateur solide et au moyen de l’électrolyte solide, les batteries solides actuelles doivent être portées à une température d’environ 80 °C. La température de l’électrolyte solide doit être inférieure à celle de l’électrolyte solide. Cela implique un effort nettement plus important en matière de gestion thermique pour amener la batterie à sa température de fonctionnement avant de prendre la route, en particulier lorsque les températures extérieures sont basses. Afin d’exploiter le potentiel énergétique plus élevé, les clients devraient à l’avenir planifier encore mieux, en particulier en hiver, le moment exact où le véhicule doit être utilisé. Une fois le véhicule branché à la borne de recharge, l’énergie de chauffage nécessaire peut être fournie à partir du réseau et la batterie peut être chauffée à l’heure souhaitée afin d’exploiter au mieux son potentiel.
