Les batteries sont au cœur de la stratégie de décarbonisation de l’automobile, pourtant, il s’agit en substance d’une technologie qui date de 200 ans. La première batterie électrique a été inventée en 1800 par Alessandro Volta. La technologie a alors évolué et s’est améliorée pour donner la première batterie lithium-ion en 1985, qui sera commercialisée en 1991.
La technologie lithium-ion a permis de stocker davantage d’énergie dans un espace réduit et plus léger, tout en augmentant la durée de vie de la batterie.
Comment fonctionne une batterie ?
Au cœur de la batterie se trouvent les cellules. Ces dernières sont composées d’une cathode (+), d’une anode (-), d’un séparateur et d’un électrolyte. Pour faire simple, la batterie charge et l’électricité est fournie grâce au déplacement des ions de lithium de la cathode à l’anode et inversement. Ces cellules individuelles sont ensuite assemblées dans un module. Un bloc-batterie est constitué de plusieurs modules avec capteurs et d’un dispositif de commande. Les véhicules sont ensuite alimentés grâce à ces blocs-batteries.
Les batteries sont-elles durables et quel est l’impact des minéraux qu’elles contiennent ?
Les fabricants de batterie étudient leur impact sur l’environnement, de l’extraction et du traitement des minéraux à la production des cellules et des batteries. Les minéraux principalement utilisés sont le lithium, le nickel, le cobalt et le manganèse. Ces minéraux ne sont pas considérés comme rares et sont disponibles pour la production en masse de batteries électriques. L’extraction et le traitement de ces minéraux font l’objet d’une surveillance étroite à l’échelle mondiale, les fabricants portent donc une attention particulière à leurs opérations.
Toutes les préoccupations, dont l’impact sur les sols, la biodiversité, l’eau et les déchets, ainsi que la santé et la sécurité, la main d’œuvre et le respect des droits humains, dictent chacun de leurs processus. Il convient de remarquer que 70 % de l’empreinte carbone d’une cellule de batterie réside dans sa production, et les fabricants de batteries cherchent à créer des giga-usines à proximité des sites de production de véhicules pour réduire les émissions globales en ayant recours à des sources d’énergie plus propres pour l’environnement.
La grande inconnue des batteries est l’autonomie.
Bien qu’il existe des mesures standard, le nombre de kilowatts-heure (kWh) pour 100 kilomètres est l’équivalent du nombre de litres de carburant consommés pour 100 kilomètres, de nombreux facteurs peuvent avoir un impact sur l’autonomie, parmi lesquels la température extérieure, le type de véhicule, l’aérodynamique, et l’âge des cellules. Cependant, la durée de vie d’une cellule de batterie est de 10 ans minimum. Généralement, plus le nombre de kWh pour 100 km est élevé, plus la distance que le véhicule peut parcourir sur une charge est étendue.
Durée de vie d’une batterie
Il est important de prendre soin de la batterie, surtout au début de sa vie, car la capacité et la puissance diminueront avec le temps, en fonction de son état et de son utilisation. On estime qu’un bloc-batterie retient sa capacité de charge-décharge sur 160 000 à 320 000 km. Les fabricants sont tellement confiants vis-à-vis de l’utilisation de la batterie sur route que la plupart des voitures sont équipées d’une garantie étendue de huit ans ou 160 000 kilomètres, bien meilleure que celle des voitures à moteur à combustion interne.
Des approches cycliques sont mises en place pour les batteries en cours de développement afin de réduire le besoin d’extraire des ressources naturelles et d’offrir aux réparateurs de nouvelles opportunités qui vont se développer au fil du temps. La remise en état d’une batterie pour la réutiliser dans un véhicule ou stocker de l’énergie dans une maison deviendra une option viable, et certains constructeurs envisagent de fournir des batteries pour les espaces publics. Par exemple, Nissan envisage d’utiliser des batteries de véhicule électrique usées pour fournir une alimentation de secours dans le stade d’Amsterdam. Lorsqu’une batterie est usée, à la toute fin de son cycle de vie, les matériaux seront recyclés dans le processus de production de batteries neuves, et ça se produira à grande échelle, car de nombres gouvernements passent des lois pour faire en sorte que ça se fasse.
À quels développements pouvons-nous nous attendre à l’avenir ?
D’ici la fin de l’année, le nombre de batteries lithium-ion augmentera considérablement, avec des densités d’énergie supérieures aux batteries actuelles, ce qui permettra d’obtenir une réduction du poids de la batterie et une augmentation de son autonomie. Les prix devraient chuter, mais c’est assez volatile, surtout en ce qui concerne les matériaux requis. La production en masse générée par les giga-usines forcera une baisse des prix.
Les baisses de prix, assurées par la réglementation et les primes d’incitation des gouvernements, augmentera considérablement les ventes de voitures électriques. Un plus grand nombre de voitures électriques représente davantage de défis, mais peut également signifier plus d’opportunités pour le marché de l’après-vente. En espérant que tout le monde sera prêt.
Les batteries changent le monde… êtes-vous prêts à suivre le mouvement?