Des batteries lithium-ion à bas coût pour les véhicules électriques
Les véhicules électriques occupent une place importante dans les projets de l'UE de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques liés au transport routier. Pour être plus compétitives, les coûts de fabrication des batteries lithium-ion pour voitures électriques et le coût du kilowattheure doivent baisser de manière drastique. Le projet BATTERIES2020 (BATTERIES2020: Towards realistic European competitive automotive batteries), financé par l'UE, a répertorié trois approches pour augmenter les performances et la durée de vie, et réduire le coût total de possession des batteries. L'attention des chercheurs s'est portée sur le développement de cellules durables à haute performance, d'outils fiables de prévision de la durée de vie, ainsi qu'une meilleure compréhension des phénomènes de vieillissement et de dégradation des batteries. Les chercheurs ont utilisé des matériaux de cathode améliorés basés sur des oxydes de nickel/manganèse/cobalt qui offrent un bon compromis entre sécurité, coût et performances. Les batteries pour automobile basées sur ce matériau peuvent atteindre des densités énergétiques allant de 160 à 180 Wh/kg en début de vie et supportent plus de 3 000 cycles de charge avec une profondeur de décharge de 80 %. Une attention spéciale a également été portée sur le développement d'une feuille de route basée sur des matériaux avec de bonnes perspectives en matière de commercialisation. Une bonne compréhension des phénomènes de vieillissement et des mécanismes de dégradation peut aider à identifier des paramètres critiques, qui ont un impact sur les performances de la durée de vie de batterie. En combinant des tests accélérés, des données de terrain réelles, des analyses post-mortem, de modélisations et des validations, les chercheurs ont pu prendre des décisions plus informées sur la sélection des matériaux d'électrode. En plus d'utiliser des matériaux à forte densité énergétique, l'équipe a modifié les additifs, les composants et les interfaces, qui ont tous été identifiés comme des causes majeures de dégradation. Le coût des batteries pour les voitures électriques doit être réduit d'au moins 50 % pour que ces dernières soient compétitives en matière de coûts par rapport aux véhicules conventionnels. Les chercheurs ont identifié une voie prometteuse vers une réduction potentielle du coût total de possession, par une réutilisation dans des applications en deuxième vie, notamment dans le domaine des énergies renouvelables. Le projet BATTERIES2020 avait pour objectif de faciliter l'adoption massive des véhicules électriques en Europe en surmontant les problèmes principaux liés aux batteries lithium-ion, à savoir leur coût. Les approches du projet stimuleront l'utilisation des véhicules électriques pour la mobilité urbaine en fournissant des batteries haute puissance à plus grande autonomie et durée de vie plus longue. Cela devrait également contribuer à la transition vers une économie européenne faible en carbone.
Mots‑clés
Batteries lithium-ion, véhicules électriques, BATTERIES2020, coût de possession, vieillissement, dégradation
