Les batteries sont un peu le Saint-Graal de l’industrie automobile. Ceux qui sauront s’en emparer pourront faire du virage électrique un véritable succès et catapulter leur marque au premier rang dans ce domaine. Mais pour l’instant, la domination de la Chine, qui dirige le marché des matériaux rares pour les batteries, et la dépendance à l’égard des start-ups et des fournisseurs font obstacle à une solution rapide. Les batteries à l’état solide, mieux connues sous le nom de solid state, font l’objet d’un examen approfondi, mais leur production complexe et leur coût élevé relèguent pour l’instant cette technologie au second plan. Elle fera son apparition, mais pas avant longtemps. Et peut-être d’abord sur des modèles haut de gamme coûteux.
Quel est le problème des batteries lithium-ion actuelles ? Le grand patron de Stellantis, Carlo Tavares, déclare : « Le grand défi est de rendre nos voitures électriques plus légères. Pour l’instant, il y a un gros problème. Nous ne pouvons tout simplement pas alourdir chaque véhicule de 500 kilos. Mais lorsque nous passons d’une voiture à l’autre, nous devons toujours nous rappeler de protéger l’autonomie.
Parier sur différents chevaux
Ce faisant, M. Tavares ne se contente pas de mettre en évidence les faiblesses de la génération actuelle de batteries, il apporte également la solution. « La densité énergétique des cellules doit doubler. De cette manière, il en faut moins, ce qui permet de maintenir le poids supplémentaire à 250 kilos et, surtout, de réduire les coûts.
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Stellantis suit plusieurs voies à la fois. Avec Saft, une branche de TotalEnergies, le groupe automobile a déjà développé une technologie révolutionnaire pour les batteries lithium-ion. Avec la société chinoise CATL, Stellantis travaille sur des batteries moins chères utilisant le LFP (lithium-fer-phosphate), une chimie déjà utilisée par Ford, Mercedes et plusieurs constructeurs automobiles chinois.
Mais le groupe automobile italo-franco-américain continue de penser à quelque chose de complètement différent : le lithium-soufre (Li-S). L’année dernière, il a investi dans la start-up américaine Lyten pour ce composé chimique pionnier. Cette entreprise vient de livrer ses premiers échantillons destinés à être testés dans des voitures, ce qui rend le travail de laboratoire encore plus concret. Le lithium-soufre présente l’avantage cité plus haut par M. Tavares : sa densité énergétique est deux fois plus élevée (jusqu’à 550 Wh/kg contre un maximum de 260 Wh/kg pour le lithium-ion), ce qui permet d’obtenir la même autonomie avec deux fois moins de cellules.
La magie du soufre et du graphène
La matière première qu’est le soufre présente également des avantages particuliers : non seulement il est largement disponible et bon marché, mais il peut également être extrait n’importe où. Et comme ce type de batterie n’a pas besoin de cobalt, de nickel ou de manganèse, il contribue largement à réduire la dépendance à l’égard de la Chine.
Mais la clé ne réside pas seulement dans l’ajout de soufre. Lyten a trouvé une application révolutionnaire du graphène – un nouveau matériau découvert en 2004 qui est 100 fois plus résistant que l’acier – connu comme une panacée pour les batteries. L’entreprise a trouvé un moyen d’empiler des couches de graphène et d’en faire une structure solide. Cela lui permet de jouer son rôle dans l’amélioration des propriétés des batteries telles que la capacité de charge (jusqu’à sept fois plus rapide) et la durabilité (jusqu’à trois fois plus longue). En outre, le graphène permet de réduire de 60 % les émissions de CO2 des batteries lithium-soufre par rapport aux batteries lithium-ion.
Il n’est donc pas surprenant que M. Tavares soit aux anges : « Nous sommes impressionnés par le potentiel de cette technologie ». Les cellules d’essai fournies, qui ont d’ailleurs été envoyées à quelques autres marques automobiles européennes, n’en sont qu’à leurs débuts. En outre, la stabilité et la sécurité de ce composé lithium-soufre doivent encore être prouvées. Mais cela permet de relancer la recherche incessante de batteries révolutionnaires.
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