La jeune start-up suédoise Sinonus ambitionne de transformer le monde de la mobilité électrique grâce à une innovation majeure : des batteries en fibre de carbone qui pourraient aussi servir de composants structurels dans les véhicules. Ces batteries, actuellement à l’essai par l'Université de Chalmers pour de petites applications, comme des piles AAA dans des appareils électroniques. Mais elle pourrait à terme aussi révolutionner les voitures électriques.
La fibre de carbone est bien connue pour sa robustesse et sa légèreté et elle est déjà employée dans l’industrie automobile. Cela dit, Sinonus l’a adaptée pour en faire une composante active des batteries. En remplaçant certaines pièces par cette fibre composite, qui stocke également de l’énergie grâce à des cellules pas plus épaisses que trois cheveux, les voitures pourraient gagner en autonomie et en poids puisque les panneaux de la carrosserie (portes, toit, capot) pourraient devenir des modules de la batterie. Concrètement, les fibres de carbone sont imprégnées d’ions lithium qui se déplacent entre ces fibres, qui tiennent lieu d’électrodes, une fine couche de fibres de cellulose servant de séparateur.
Pour Markus Zetterström, PDG de Sinonus, l’objectif à terme est de proposer cette technologie pour de multiples applications, des téléphones portables en passant par des drones ou l’aéronautique.
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Avec la structure
Les tests menés par l'Université de Chalmers à Göteborg ont confirmé la faisabilité de cette technologie de batterie structurelle. Mais il faudra encore attendre un peu. En effet, la fibre de carbone n’offre pas encore la même densité énergétique que les batteries lithium-ion. Avec environ 33,4 Wh/kg, elle atteint à peine un tiers de la densité énergétique de ces dernières. Cependant, la longévité de ces batteries semble remarquable : même après 1.000 cycles de charge, elles maintiennent une capacité énergétique proche de celle d’origine. Prometteur.
En attendant, la batterie fibre de carbone pourrait supporter certaines fonctions structurelles. En d’autres termes, des parties du châssis du véhicule pourraient aussi stocker l’énergie pour alimenter par exemple le chauffage et d’autres accessoires, ce qui permettrait soit de soulager la batterie classique qui présenterait une plus grande autonomie ou alors de réduire la taille de celle-ci pour diminuer le poids (donc l’efficience) du véhicule. Et après ? Les projections sont très optimistes. Car pouvoir utiliser une batterie en fibre de carbone permettrait d’augmenter l’autonomie de 70% des voitures électriques puisqu’elles seraient débarrassées de leur lourd pack qui, souvent, atteint les 600 kilos. Les chercheurs estiment que, pour un véhicule de 1.400 kg, le remplacement d’une batterie classique par cette technologie fournirait une capacité de 47 kWh.
Des freins ?
Sur le papier, la batterie en fibre de carbone a tout pour réussir et probablement d’abord pour les smartphones. Il reste toutefois deux freins à son industrialisation : sa densité énergétique encore trop faible et son coût de fabrication. Car, comme tout le monde sait, le carbone est très cher. Reste à voir si un déploiement à grande échelle pourra rendre ce modèle économiquement viable.
Photos : Chalmers University of Technology in Sweden
Impression d'un véhicule partiellement construit avec des batteries en composite de fibre de carbone, rigide comme l'aluminium.
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