Fabricants de batteries et constructeurs planchent sur de nouvelles solutions qui visent à améliorer la densité énergétique des accumulateurs. Sans nécessairement en augmenter les coûts. Les productions vont démarrer pour certaines batteries dès l’an prochain. 

Le manganèse s’invite dans les batteries LFP

Connue pour sa grande stabilité et sa sécurité, la batterie lithium-fer-phosphate (LFP) fait peau neuve. Afin d’améliorer l’autonomie des véhicules électriques sans pour autant en augmenter le coût, cette chimie s’enrichit avec du manganèse, un matériau peu onéreux. En témoigne le chinois Gotion High Tech qui délivre une autonomie de 1 000 kilomètre par charge avec son pack lithium-fer-manganèse-phosphate (LMFP). Lequel dispose d’une densité énergétique de 240 Wh/kg contre 190Wh/kg pour une batterie LFP classique. La batterie L600 Astroinno de Gotion a nécessité 10 ans de R&D. Le pack se recharge en outre très rapidement. En 18 minutes, elle passe de 10 % à 80 %. L’espérance de vie de la batterie équivaut à 4 millions de kilomètres, selon le fabricant qui prévoit une production de masse l’an prochain.

Des anodes en silicium pour booster les batteries lithium-ion

Exit les traditionnelles anodes en graphite ? Pour améliorer la densité énergétique des batteries lithium-ion, les industriels comme Porsche et Mercedes cherchent à les remplacer par des anodes en silicium afin de stocker davantage d’énergie. A l’instar du futur 4×4 EQG de Mercedes. En 2025, la batterie de ce tout-terrain électrique pourrait embarquer des anodes en nano-composite sde silicium fournie par l’entreprise californienne Sila Nanotechnologies. Baptisée TitanSilicon, elle augmente la densité énergétique de 20 % par rapport aux meilleures cellules Li-ion à anodes en graphite. En matière d’anode silicium, les Français ne sont pas en reste. En témoigne le projet Gresilion financé par la Stratégie nationale sur les batteries de France 2030 qui vise à préparer de nouvelles anodes en combinant les fortes capacités de stockage du silicium et la stabilité du carbone. L’objectif étant d’avoir des capacités de stockage jusqu’à 2 fois supérieures à celles du graphite et des matériaux pour anodes facilement industrialisables en France.  

La batterie solide pour améliorer l’autonomie et la sécurité des véhicules

Remplacer l’électrolyte liquide par un composé inorganique solide, c’est le principe de la batterie tout-solide. Plus stable thermiquement, celle-ci offre plus de densité d’énergie embarquée pour un temps de charge réduit. Voire même une autonomie jusqu’à 50 % plus élevée que la technologie lithium-ion actuelle. Cette technologie mobilise plusieurs constructeurs automobiles et fabricants de batteries. Citons le taïwanais Prologium Technology dont la batterie semi-conducteurs incorpore une anode en silicium. Rechargeable à 80 % en dix minutes, elle délivrerait une autonomie de 1 000 km, selon le fabricant qui devrait ouvrir à Dunkerque une giga factory en 2028. Autre fabricant de batteries solides, l’américain Solid Power a noué un partenariat avec BMW pour délivrer une autonomie de 800 km avec une recharge de 20 minutes à ses véhicules en 2025. De son côté, le groupe Stellantis s’appuie notamment sur l’américain Factorial. D’ici 2026, une première génération de batteries va équiper, pour commencer, des véhicules premium. Toyota suivra en 2027 ou 2028 avec un modèle allant jusqu’à 1 500 km d’autonomie.

Des batteries semi-liquide aux accumulateurs à matière condensée

En attendant l’arrivée des batteries solides, place aux batteries semi solides. Le chinois Nio montre l’exemple. Sa dernière berline ET7 embarque un pack à électrolyte hybride de 150 kWh de capacité pour une autonomie de 1 000 kilomètres CLTC (norme chinoise). Ces batteries semi-liquides sont produites par son compatriote WeLion installé en Chine. La palme de l’innovation reviendra sûrement au géant chinois CATL qui présente une batterie semi solide capable de stocker deux fois plus d’énergie que les lithium-ion. Et ce, grâce à des électrolytes à l’état condensé, à la fois biomimétiques et très conducteurs de sorte à avoir une densité énergétique allant jusqu’à 500 Wh/kg. Cette innovation intéresse aussi bien les véhicules que les avions électriques. La mise en production serait prévue cette année.

© Eliane Kan / Agence TCA