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Une meilleure technologie de batterie pourrait augmenter la plage EV, accélérer la charge

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Ford Mustang Mach-E

Nick Miotke / Roadshow

Le premier véhicule électrique de Ford, le SUV Mustang Mach-E, qui arrive l'année prochaine, incarne la propagation des véhicules électriques. Les grands constructeurs comme Nissan, General Motors, BMW, Hyundai, Jaguar et Porssche occupent un domaine qui était autrefois l’icône de la contre-culture Tesla. Et de meilleures batteries devraient garder les nouveaux modèles à venir.

Lors de la conférence IDTechEx cette semaine, les startups ont présenté une nouvelle technologie de batterie qui améliore les conceptions lithium-ion actuelles. Les développements augmentent la distance de conduite, réduisent les coûts, prolongent la durée de vie utile, accélèrent la charge et réduisent les risques d’incendie. Cela poursuivra le type de progrès constant qui est plus courant dans l'industrie informatique que dans l'industrie automobile.

Pour l'instant, les améliorations concernent principalement les laboratoires et nombre d'entre elles n'arriveront pas avant la prochaine décennie. Mais ils constituent une base importante pour les rêves des promoteurs de véhicules électriques, qui souhaitent voir les voitures classiques qui produisent des gaz à effet de serre remplacées par des appareils électriques plus propres et plus silencieux. Une fois que les voitures des passagers sont branchées, attendez-vous à voir des camions électriques, des tracteurs, des excavatrices, des autobus et même des avions.

Des batteries en démarrage

L’amélioration la plus importante de la batterie concerne la densité énergétique, la quantité de kilowatt-heure de jus pouvant être stockée dans une masse donnée. Cela peut augmenter l'autonomie, réduire les coûts de batterie et le poids du véhicule, ce qui améliore encore l'autonomie. Les start-ups s'emploient à atteindre cet objectif, ainsi que d'autres améliorations, en modifiant les anodes, les cathodes et d'autres composants.

La start-up Enevate pense que sa technologie de batterie permettra aux propriétaires de véhicules électriques de recharger leur voiture beaucoup plus rapidement, avec une autonomie de 240 km en 5 minutes.

Enevate; photo de Stephen Shankland / Camaraderielimited

Enevate, une startup du Colorado qui compte parmi ses investisseurs le géant de la batterie LG Chem, s'attend à une capacité de stockage accrue et à une charge nettement plus rapide. La société estime que le temps de charge passera à seulement 5 minutes pour une charge à moitié ou à 15 minutes pour une charge complète. Les stations d'essence conventionnelles pourraient être converties en "stations de chargement", a déclaré le vice-président exécutif, Jarvis Tou.

Un autre, Solid Battery, prévoit des cellules à l'état solide qui éliminent les éléments liquides et augmentent la densité d'énergie de 50%, a déclaré le directeur général, Douglas Campbell. L'approche de sa société offre "le meilleur mélange de performances et de fabricabilité", renforçant la sécurité, et BMW et Ford ont conclu des accords de développement avec la société, a-t-il déclaré.

Global Graphene Group prévoit également d’améliorer les batteries en encapsulant du silicium dans l’anode avec du graphène, une forme exotique de feuilles de carbone épaisses d’un atome. Selon le PDG Bor Jang, chercheur de longue date dans le graphène, le résultat sera des batteries coûtant 30% de moins et des VE électriques d’une autonomie de 700 km. Jang s'attend à ce que ces batteries puissent être complètement chargées en 5 à 15 minutes.

Est-ce que la demande d'EV signifie des pénuries de batterie?

Tout cela semble prometteur, mais la demande croissante pourrait entraîner une augmentation des coûts de la batterie. En effet, les contraintes d'approvisionnement en batteries signifient que Ford ne fabriquera que 50 000 Mustang Mach-E en 2021.

"La demande va être énorme", a déclaré Peter Harrop, analyste chez IDTechEx, à propos des batteries de véhicules. "Nous continuons à réviser nos prévisions à la hausse."

La demande en batteries augmente à mesure que les constructeurs automobiles classiques attrapent la religion des véhicules électriques. Outre les constructeurs américains, le géant allemand Volkswagen bénéficie désormais d’une poussée massive des véhicules électriques. Et le Japonais Toyota, pris au dépourvu lorsque la demande de véhicules électriques a augmenté plus rapidement que prévu, pousse le développement de voitures alimentées par batterie et travaille sur des contrats de fourniture de batteries.

Les ventes de véhicules électriques devraient passer de 2 millions en 2018 à 10 millions en 2025, selon les prévisions de BloombergNEF. Rien d’étonnant à ce que Tesla, qui vient d’annoncer son pick-up Cybertruck jeudi, s’emploie à construire ses propres batteries.

Le cabinet d’analyses IDTechEx s’attend à ce que les véhicules électriques utilisés dans la construction, l’agriculture et les mines se vendent mieux que les voitures de tourisme électriques.

IDTechEx; photo de Stephen Shankland / Camaraderielimited

L'augmentation des coûts pourrait également ralentir la propagation de l'énergie électrique dans toutes sortes d'autres industries, telles que la construction, l'agriculture, les mines, les transports en commun et les aéronefs.

Les progrès de la batterie aideront toutes ces nouvelles industries à devenir plus vertes et plus silencieuses que si toute cette énergie supplémentaire peut être comprimée plus étroitement dans les cellules sans augmenter les risques d’incendies et d’explosions. Les batteries au lithium-ion tirent au sol sur l'avion 787 Dreamliner de Boeing au début. Des problèmes de batteries de grandes batteries pour le stockage d'énergie à l'échelle du réseau ont également été constatés en raison de tests insuffisants, a déclaré Harrop.

"L'industrie est en train de réduire les coûts dans la course pour obtenir une densité d'énergie, une charge plus rapide et une durée de vie plus longue", a déclaré Harrop. "Les incendies vont continuer."

Avion électrique aussi

Pourtant, de nombreuses entreprises, comme le géant aérospatial français Airbus, estiment que les batteries sont l’avenir.

Selon Bruno Samaniego López, un des leaders de l’énergie et de l’électricité de la société, le prototype d’un avion à réaction E-Fan X en 2021 adoptera une approche hybride en échangeant l’un de ses quatre réacteurs conventionnels avec un moteur électrique de 2 mégawatts. Un nouveau jet à une seule allée, d'une puissance électrique de 20 MW, est prévu par la suite, ajoute-t-il.

"Nous sommes très attachés à cet ambitieux projet d'électrification", a déclaré Samaniego López. "Cela se passe et ce sera l'avenir."

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