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La batterie lithium-air, l’avenir des voitures électriques ?

Batterie lithium-air, l'avenir des voitures électriques
Alors qu’un intérêt prégnant pour les véhicules électriques se fait ressentir, la vente de ces derniers peine encore, la faute à quelques limitations dans ce qui est proposé sur le marché. La principale contrainte qui est régulièrement décriée, c’est le temps d’autonomie entre deux recharges. Actuellement, les modèles de véhicules électriques proposent rarement au-dessus de 160 km d’autonomie. C’est pourquoi la recherche automobile se penche sur de nouveaux systèmes de batterie rechargeables, plus légères et stockant une plus grande quantité d’énergie électrique. Des marques telles qu’IBM, Toyota ou encore Volkswagen et BMW ont bien compris que c’est dans la performance des véhicules électriques que se trouve le nerf de la guerre !

Les véhicules électriques fonctionnent au lithium-ion

La technologie des batteries lithium-ion est largement utilisée dans le secteur des téléphones mobiles mais les explosions de smartphones sont devenues monnaie courante et c’est la batterie qui est en cause dans la grande majorité des cas. C’est pourquoi les chercheurs ont pensé à l’alternative lithium-air qui peut emmagasiner une quantité d’énergie bien supérieure à ce qui se fait sur le marché actuellement. Cependant, cette technologie si prometteuse soit-elle, est encore accablée de quelques défauts qui doivent être corrigés. Des chercheurs de l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT, Etats-Unis) ont utilisé des virus génétiquement modifiés pour améliorer les performances de cette batterie lithium-air. En effet, son principal défaut causant l’interdiction de la commercialisation se situe au niveau des électrodes qui coûtent cher et sont peu durables, réduisant ainsi le cycle de vie des batteries puisque seulement quelques dizaines de recharges sont possibles contre plusieurs milliers pour les batteries lithium-ion (vidéo en anglais).

Les chercheurs travaillent sur un composant en particulier : l’électrolyte, qui est un matériau conducteur d’électricité qui se situe entre les électrodes des batteries. Dans une interview, le professeur Nobuyuki Imanishi de l’université de Mie au Japon se questionne sur une version ajoutant de l’eau à ce système, ce qui permettrait de doubler son autonomie, mais reste encore dangereux, notamment si l’eau venait à entrer en contact avec le lithium. « La densité d’énergie de notre système est de plus de 300 Wh/kg », a déclaré le Pr. Imanishi. « Cela contraste avec la densité énergétique d’une batterie lithium-ion commerciale, qui est beaucoup plus faible, environ 150 Wh/kg. »(source : Enerzine). L’équipe du professeur travaille sans relâche sur le sujet pour qu’une batterie lithium-air puisse un jour être commercialisée et utilisée pour bien plus d’appareils domotiques.

Vers une autonomie encore plus importante

Les chercheurs tentent de dépasser la limite des 160 km d’autonomie et d’aller jusqu’à 600 voire 800 km en une seule charge d’ici 2020. La rumeur court qu’en 2012, IBM aurait mis au point des cellules de cette fameuse batterie lithium-air tout en résolvant l’instabilité chimique de cette dernière, ce qui pourrait ainsi porter l’autonomie des voitures électriques à 800 km. En 2013, BMW s’allie à Toyota pour unir leurs forces dans leurs recherches et effectuer une étude de faisabilité afin de définir un « concept commun de plate-forme pour un véhicule sportif de taille moyenne ».
D’un autre côté, Toyota avait en 2011 pensé une batterie dite « solide lithium » ou « lithium polymère » comme celle utilisée dans le système d’autopartage Autolib’ (la Bolloré Blue Car). L’électrolyte liquide est alors remplacé par un polymère sous forme de gel. Les voitures sont plus compactes et proposent une meilleure durée de vie ainsi que plus de sécurité lors de son utilisation.

La batterie lithium-air, l'avenir des véhicules électriques ?
Schéma du fonctionnement de la batterie lithium-air

Tous les constructeurs automobiles tels que Audi, Renault, Nissan, BMW, Ford, Tesla ou encore Volkswagen sont sur le sujet et tentent de trouver la solution pour cette batterie li-air. Volkswagen a, semble-t-il, trouvé tout seul la formule magique pour faire rouler ses véhicules électriques sur de plus longues distances en une seule charge. Ils affectent en effet une bonne partie de leur budget à la R&D et à leurs outils de production.

Une autonomie plus importante, oui, mais seulement si la technologie peut-être utilisée en toute sécurité. La technologie est utilisée depuis plusieurs années dans les piles d’appareils auditifs, mais le souci de la recharge se pose c’est pourquoi la recherche est extrêmement active dans le domaine. De plus, une question de taille se pose : s’il faut déjà entre 8 et 12h pour recharger une batterie qui permet d’effectuer 160 km en une seule charge, combien de temps faudrait-il pour cette batterie lithium-air qui pourrait multiplier par 5 voire plus son autonomie ?


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