L'annonce faite fin avril a mis le secteur automobile en émoi: des chercheurs du célèbre Korea Institute of Science and Technology (KAIST) à Séoul ont présenté une batterie d'un nouveau genre qui peut être entièrement rechargée en quelques secondes seulement.
Cette super-batterie est issue d'une chimie cellulaire à base d'ions de sodium qui présente un avantage décisif par rapport aux batteries lithium-ion les plus utilisées aujourd'hui: le sodium est environ 500 fois plus fréquent dans la nature que le lithium. Cependant, à taille et poids égaux, les batteries à base de sodium avaient jusqu'à présent une capacité nettement inférieure et nécessitaient beaucoup plus de temps pour être pleinement chargées.
Mais les chercheurs du KAIST ont réussi, selon leurs propres dires, à éliminer les inconvénients de la technique sodium-ion. Cela est possible grâce à un matériau d'anode nouvellement développé, qui possède des propriétés similaires à celles des grands condensateurs, appelés supercaps: il peut absorber l'énergie électrique en quelques secondes et la restituer en un éclair. De plus, il permet de stocker de grandes quantités de courant, ce qui n'était pas possible jusqu'à présent avec les supercaps.
Toutefois la supercapacité, déjà utilisable en laboratoire, présente encore des inconvénients décisifs: d'une part, son coût exorbitant, les experts parlent de plusieurs centaines de francs par gramme de matériau d'anode. D'autre part, de graves problèmes de sécurité sont évoqués.
Des batteries LFP bon marché
Le plus grand fabricant de batteries au monde, CATL, a laissé entrevoir une innovation prête pour la production en série sur le marché du stockage de l'énergie dans le cadre du récent salon Auto China à Pékin: la batterie lithium-fer-phosphate (LFP) présentée à cette occasion, appelée Shenxing plus, devrait permettre, selon la taille du véhicule, une autonomie de plus de 1000 kilomètres - et ce à des coûts nettement inférieurs et avec des matières premières plus faciles à se procurer que les accumulateurs utilisés aujourd'hui.
Son prédécesseur Shenxing, présenté à l'été 2023, est déjà utilisé par plusieurs constructeurs de voitures électriques en Chine et peut atteindre une autonomie de 700 kilomètres. En outre, la batterie LFP, utilisée entre autres par Tesla dans des modèles destinés au marché chinois, devrait permettre des vitesses de charge de 400 kilomètres en seulement dix minutes.
Recharge rapide avec du silicium
La start-up israélienne StoreDot veut bientôt atteindre des dimensions similaires. Le pionnier autoproclamé de la charge rapide, auquel participent entre autres les géants du secteur Volvo Cars et Daimler, a démontré fin avril pour la première fois avec succès sa technique Extreme Fast Charging (XFC), sur un prototype roulant en dehors d'un environnement de laboratoire.
La Polestar 5, équipée d'une batterie en silicium de 77 kWh, a augmenté sa puissance de charge de 310 à 370 kilowatts pendant les dix minutes de la démonstration et a rempli les cellules de 10 à 80% pendant ce temps. Cette année encore, la technologie XFC devrait être utilisée dans des véhicules de série et augmenter l'autonomie de 320 kilomètres en dix minutes. D'ici à 2028, plus de 500 kilomètres devraient être atteints en dix minutes.
Le gamechanger de Toyota
Le géant japonais de l'automobile Toyota mène également des recherches intensives sur les prochaines générations d'accumulateurs haute tension et a présenté fin 2023 différentes technologies et types de batteries. Dès 2026, des batteries lithium-ion dites de performance devraient être disponibles, promettant une autonomie de 800 kilomètres et des temps de charge inférieurs à 20 minutes. D'autre part, à partir de cette date, Toyota veut utiliser des batteries LFP moins chères, qui offrent 20% d'autonomie en plus et 40% de coûts en moins par rapport à la génération actuelle de batteries.
À partir de 2028 au plus tard, les premiers modèles de série du constructeur japonais devraient être commercialisés avec des batteries à cellules solides. Cette technique, considérée comme un gamechanger pour les voitures électriques, utilise un électrolyte solide au lieu d'un liquide, ce qui leur permet de fournir plus de puissance dans un format plus compact et de se charger plus rapidement.
Les batteries solides de Toyota devraient offrir environ 1000 kilomètres d'autonomie et réduire le temps de charge de 10 à 80% à dix minutes ou moins. Dans une prochaine étape de développement, l'autonomie devrait atteindre 1200 kilomètres.
Des batteries à l'état solide
En Chine, comme ailleurs également, on est déjà deux pas en avant. Dès ce mois-ci, la marque IM Motors, qui appartient aux mégacorporations SAIC et Alibaba, veut lancer sur le marché le premier modèle de série au monde équipé d'une batterie à combustible solide. La berline L6, qui a été présentée au maigre Salon de l'automobile de Genève en février, devrait atteindre une autonomie de 1000 kilomètres grâce à la nouvelle technologie de batterie - du moins selon le cycle chinois CLTC (voir encadré).
Mais même selon la norme européenne WLTP, la voiture électrique parcourrait encore 800 kilomètres avec sa batterie de 130 kWh - une valeur que pratiquement aucune voiture électrique sur le marché n'a atteinte jusqu'à présent. De plus, grâce à l'architecture 900 volts, la batterie à combustible solide peut être rechargée jusqu'à 400 kW sur un chargeur rapide - selon IM, la L6 peut parcourir 400 kilomètres en seulement douze minutes.
1000 kilomètres d'une traite
Pendant ce temps, le concurrent chinois Nio, déjà présent en Europe avec quelques modèles et qui a notamment fait les gros titres avec ses stations d'échange de batteries, semble lui aussi avoir réalisé une percée technologique. En décembre dernier, son charismatique patron William Li a parcouru 1044 kilomètres d'un seul tenant entre Shanghai et la métropole de Xiamen, située plus au sud, à grand renfort de publicité!
Sa berline ET7 était équipée d'une batterie semi-solide d'une capacité de 150 kWh, qui repose sur un compromis entre électrolyte liquide et électrolyte solide. Parallèlement, des batteries plus petites de 70 à 100 kWh devraient bientôt être proposées. Nio souhaite commencer à utiliser des modèles correspondants en Chine. Et bientôt en Europe? Cela reste un mystère. Mais il est certain que le nouveau monde des batteries va arriver, et qu'il est même là depuis longtemps.