Les 5 types de batteries pour véhicules électriques — et les avantages et inconvénients de chacune

Des berlines élégantes aux SUV puissants, les véhicules électriques transforment notre manière de voyager. Au cœur de chaque VE se trouve sa batterie — la centrale qui stocke et délivre l'énergie dont il a besoin. Tout comme comprendre le moteur est important si vous possédez une voiture à essence, comprendre la technologie des batteries est essentiel pour les propriétaires de VE et ceux qui envisagent de passer à l'électrique.

La batterie représente généralement environ 40 % du coût d'un VE, donc il est utile de savoir pourquoi vous payez et pourquoi certaines batteries sont meilleures que d'autres.

Les premières batteries de VE avaient un certain nombre de problèmes, et certaines de ces lacunes persistent, alimentant la course à de meilleures alternatives. Des autonomies courtes sont peu pratiques pour de nombreux conducteurs, ce qui a stimulé la recherche de solutions avec une densité énergétique plus élevée. La lenteur de charge est une autre préoccupation majeure des consommateurs, donc accélérer la charge est essentiel pour augmenter l'adoption des VE. Parmi les autres priorités clés figurent l'augmentation de la durée de vie de la batterie et l'amélioration de la sécurité, pour prévenir la surchauffe et les incendies.

En plus de tout cela, les matériaux rares utilisés dans les batteries — comme le lithium, le cobalt et le nickel — ne sont pas uniformément répartis autour du globe. Les préoccupations concernant la rareté des ressources, l'impact environnemental de l'exploitation minière et les risques géopolitiques conduisent à la recherche de matériaux alternatifs.

La recherche pour résoudre ces problèmes et d'autres a conduit au développement de nouvelles technologies de batteries, chacune ayant ses propres avantages et inconvénients uniques. Voici un aperçu des différents types de batteries pour VE désormais disponibles ou en développement.

Tennen-Gas | Wikimedia Commons

Les batteries lithium-ion (Li-ion) sont les chevaux de bataille du monde des voitures électriques. Elles utilisent des ions lithium pour déplacer l'énergie entre les électrodes positives et négatives à travers un électrolyte liquide. Ce type de batterie a une haute densité énergétique et une longue durée de vie, mais est généralement lent à charger. Les nouvelles versions à électrodes fines peuvent se charger en moins de 15 minutes, mais elles sont deux fois plus chères que les batteries standard à électrodes épaisses. Vous trouverez des batteries Li-ion dans la plupart des véhicules électriques sur la route aujourd'hui, de Tesla $TSLA à Nissan et au-delà.

J Dean | Unsplash

Les batteries au phosphate de fer lithium (LFP) sont un type de batterie Li-ion qui utilise le phosphate de fer comme cathode. Parce qu'elles n'utilisent pas de cobalt ni de nickel, les batteries LFP sont généralement considérées comme une option plus durable. Elles fonctionnent également de manière significativement meilleure à des températures plus basses. Les études montrent une stabilité exceptionnelle à des températures qui causent généralement des réactions chimiques plus lentes Dans d'autres types de batteries. Bien qu'elles souffrent d'une densité énergétique plus faible, Tesla $TSLA adopte des batteries LFP pour ses modèles à autonomie standard, et ces batteries gagnent en popularité, notamment en Chine.

Hyundai Motor Group | Unsplash

Les batteries à hydrure métallique de nickel (NiMH) utilisent un alliage absorbant l'hydrogène pour l'électrode négative et l'hydroxyde de nickel pour l'électrode positive. Elles ont un bon bilan de sécurité, plus meilleure performance à long terme et un coût initial plus bas que d'autres types de batteries. Elles sont également plus tolérantes à la poussière et à la saleté, mais comparées aux batteries Li-ion, elles ont généralement une densité énergétique moindre et sont plus sensibles aux hautes et basses températures. Bien moins courantes dans les véhicules électriques purs, les batteries NiMH sont encore utilisées dans les véhicules hybrides comme la Toyota $TM Prius.

Mario Roberto Durán Ortiz | Wikimedia Commons

Les batteries à l'état solide utilisent un polymère plastique plutôt que des électrolytes liquides. Cela permet potentiellement une densité énergétique plus élevée, une sécurité améliorée car la batterie est moins inflammable, et des temps de charge plus rapides. Les développements récents dans la création de membranes électrolytes solides à base de sulfure montrent qu'elles peuvent être aussi conductrices que les électrolytes liquides utilisés ailleurs. Bien que le coût de fabrication soit un obstacle, de nombreux experts pensent que les batteries à l'état solide seront révolutionnaires pour l'industrie des véhicules électriques dans un avenir proche.

CHUTTERSNAP | Unsplash

Les batteries au sodium-ion émergent comme une alternative prometteuse aux batteries Li-ion. Le sodium est beaucoup plus abondant et moins cher que le lithium, ce qui rend ces packs d'énergie potentiellement plus durables et abordables. Ils fonctionnent également à des températures inférieures à zéro, ce qui est un avantage majeur. Cependant, le sodium est environ trois fois plus lourd que le lithium, ce qui signifierait des distances de conduite plus courtes. Néanmoins, si les défis peuvent être surmontés, les batteries au sodium-ion pourraient devenir un choix populaire pour ceux qui ne voyagent pas régulièrement sur de longues distances.