1 000 km d’autonomie en voiture électrique : cette nouvelle technologie de batterie promet du lourd

L’avenir de la voiture électrique et son évolution dépend beaucoup de la science des batteries. À l’heure où nous écrivons ces lignes, la majorité des batteries qui équipent nos véhicules électriques sont dotés d’une chimie NMC (nickel-manganèse-cobalt) et LFP (lithium-fer-phosphate, sans cobalt) dans une moindre mesure.

Ces batteries ont leurs avantages et leurs inconvénients que nous vous avons expliqués au sein d’un dossier détaillé. Mais avec l’avancée de la recherche et du développement autour des batteries, les scientifiques se penchent sur d’autres chimies et certaines d’entre elles sont promises à un bel avenir.

Le silicium pour remplacer le graphite ?

Parmi elles, il y a les batteries avec une anode en silicone-silicium (parfois appelées batteries « silo silicium »), une évolution prometteuse dans le domaine des batteries lithium-ion. Ces technologies visent à remplacer partiellement ou totalement les anodes traditionnelles en graphite par du silicium ou un composite silicone-silicium.

Le silicium peut stocker jusqu’à 10 fois plus d’énergie que le graphite, permettant de développer des batteries plus compactes et légères, avec une autonomie prolongée pour les appareils électroniques et les véhicules électriques. Ces batteries pourraient réduire la fréquence des recharges et accélérer l’adoption des véhicules électriques, tout en restant compatibles avec les processus de fabrication actuels.

Évidemment, comme toute technologie, il y a des contraintes, notamment l’expansion volumique du silicium lors de la charge, qui provoque des fissures et limite la durée de vie des batteries. Pour surmonter ces obstacles, les chercheurs développent des nanostructures, des matériaux composites, des enrobages spéciaux, et des électrolytes avancés.

Si ces solutions sont mises en œuvre avec succès, les batteries en silicium pourraient révolutionner non seulement les véhicules, mais aussi les appareils électroniques et le stockage d’énergie stationnaire.

Que disent les chiffres ?

C’est aussi ce que révèle une récente étude de Paraclete Energy, une entreprise américaine spécialisée dans le domaine des anodes en silicium qui annonce que cette technologie pourrait réduire le poids des batteries de 50 % tout en doublant leur autonomie.

L’étude montre que la technologie SILO Silicon permet de réduire « un pack de batterie de 80 kWh de 7 000 cellules pesant 565 kg à moins de 2 000 cellules pesant seulement 150 kg, soit une diminution de 73 % ». En plus d’améliorer la performance et l’efficacité des véhicules, « un pack de 300 kg équipé de cette technologie peut fournir 160 kWh, doublant ainsi l’autonomie de 290 miles (467 km) à plus de 580 miles (933 km) ».

Des chiffres alléchants sur le papier, mais seulement sur le papier pour le moment. À l’heure où nous écrivons ces lignes, la seule application concrète se trouve dans les dessous du nouveau Mercedes Classe G électrique, qui possède une batterie avec une nouvelle anode réalisée à base de silicone, qui vient remplacer le graphite, résultat d’une alliance entre Mercedes et le californien Sila, une entreprise spécialiste en la matière.

La technologie mise au point par Sila promettait d’augmenter d’environ 20 % la densité énergétique par rapport à une batterie « classique » d’une capacité équivalente.

Selon la société américaine, seules 20 minutes seraient nécessaires pour récupérer pas moins de 80 % de charge, même si Sila s’est bien gardé de préciser la puissance nécessaire. L’entreprise a aussi mis en avant la réduction de poids non négligeable, de l’ordre de 15 % environ, sans compter un encombrement réduit de 20 %. Enfin, la conception de cette batterie génèrerait 50 à 75 % de CO₂ en moins par kWh que le graphite.

Cette année, nous avons pu d’ailleurs tester le Mercedes Classe G 580 doté de cette fameuse batterie, et autant vous dire que ce n’était pas vraiment palpable dans l’absolu, le Classe G n’était pas forcément le démonstrateur technologique idéal pour ce genre de chose avec son poids pachydermique, son physique de parpaing et sa puissance démesurée.