A toute vitesse sur la mobilité électrique

Dopé par l’essor du marché des véhicules électriques, le secteur des batteries innove et progresse constamment. La performance, la durabilité et la légèreté doivent encore être améliorées, et la solution vient très souvent de la chimie !

Présentes dans l’électronique grand public, les toutes dernières générations de batteries lithium-ion sont également de plus en plus demandées dans l’industrie des véhicules électriques, qui ont besoin de batteries 10 000 fois plus puissantes. “L’échelle de grandeur est radicalement différente,” affirme Richard Thommeret, Directeur Communication Innovation au sein de la Fonction Corporate Recherche & Innovation de Solvay. “L’industrie des véhicules électriques est non seulement le premier marché pour les batteries, mais est également celui qui connaît la croissance la plus forte. Il représente par conséquent le principal débouché pour Solvay.” 

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Autonomie, puissance et sécurité des batteries

Les véhicules électriques ont besoin de batteries autonomes (densité énergétique), puissantes et sûres. Elles doivent être capables de délivrer une forte puissance en un laps de temps très court, afin de mettre en mouvement plus d’une tonne d’acier et de permettre une accélération rapide. Pour ce faire, les fabricants travaillent en premier lieu sur le poids des batteries, et des chimistes comme Solvay peuvent faire toute la différence. 

L’enjeu consiste à combiner légèreté et performance,” explique Richard. “Les composants chimiques inactifs à l’intérieur de la batterie doivent être très efficients si l’on veut pouvoir en réduire la quantité.” Le remplacement du métal par des matériaux composites dans la structure de la batterie contribuerait également à son allègement, ce qui est déjà le cas dans l’aéronautique et l’automobile, grâce aux matériaux de Solvay.

L’industrie des véhicules électriques est non seulement le premier marché pour les batteries, mais est également celui qui connaît la croissance la plus forte. Il représente par conséquent le principal débouché pour Solvay.

Richard Thommeret, Directeur Communication Innovation au sein de la Fonction Corporate Recherche & Innovation de Solvay

Sur le plan de la performance, l’objectif consiste à accroître progressivement le voltage des batteries et par conséquent leur densité énergétique. Il y a encore quelques années, la capacité moyenne des batteries haut voltage était de 3,7V. Aujourd’hui, elle peut s’élever à 4,2V, et l’objectif consiste à atteindre 4,9V dans un futur proche. Chaque dixième de volt supplémentaire gagné est un grand pas en avant, car même une hausse infime du voltage génère une énergie considérable. 

Ces hauts voltages sont rendus possibles en travaillant sur la composition des liants pour cathodes et anodes, qui augmentent la stabilité et la capacité, ainsi que de l’électrolyte liquide, qui contient des sels de lithium, additifs et solvants,” explique Richard.

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Les bons additifs pour une meilleure performance

Solvay a renforcé sa spécialisation dans ces additifs pour électrolyte depuis le rachat d’Energain à Dupont début 2017. Le Groupe utilise actuellement sa technologie de solvants et additifs fluorés pour concevoir avec ses clients des batteries toujours plus performantes. Non corrosifs, non toxiques et non inflammables, ces produits fluorés ont également pour avantage de pouvoir être utilisés pour les systèmes de refroidissement, étant donné que la surchauffe affecte le fonctionnement des batteries. Via son fonds de capital-risque Solvay Ventures, le Groupe a également investi dans Nohms, une startup américaine qui met au point des liquides ioniques améliorant la sécurité des batteries au lithium.

La combinaison de tous ces nouveaux matériaux et technologies a permis de multiplier par deux le cycle de vie des batteries et de doubler l’autonomie de la nouvelle Tesla, désormais capable de parcourir 800 kilomètres. A la différence d’une batterie pour téléphone portable, dont la durée de vie est de quelques années, une batterie automobile doit pouvoir durer de 10 à 15 ans en conservant au moins 80 % de sa capacité. Elle doit également être en mesure de conserver un taux de charge constant, même après avoir été chargée et déchargée des milliers de fois. C’est là qu’entre en jeu la technologie haute performance sur laquelle Solvay travaille activement afin de garantir l’avenir de l’écomobilité.

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