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Les voitures électriques modernes sont équipées, dans leur grande majorité, d’une batterie dite au lithium-ion. Mais une fois cela énoncé, vous n’en savez pas beaucoup plus sur les véritables capacités de votre modèle. Il existe, en effet, de nombreuses chimies de batterie différentes ayant, chacune, leurs spécificités. Ainsi, à la suite de l’annonce de la signature d’un accord stratégique entre Stellantis et le chinois CATL pour l’approvisionnement de batteries LFP (lithium-fer-phosphate) en Europe, manouvellevoiture.com a souhaité faire le point sur la chimie des batteries, et surtout leurs avantages.
Du plomb au lithium-ion : les différentes chimies de batterie au fil du temps
À l’origine, les toutes premières batteries étaient composées de plomb. Outre leur coût peu élevé, elles disposaient d’une capacité à fournir rapidement du courant fort. D’ailleurs, ce type de batterie équipe encore aujourd’hui les voitures thermiques, comme électriques, pour assurer le démarrage et alimenter les équipements de la voiture (système multimédia, éclairage…).
La technologie à base de nickel a, ensuite, pris le relais. Les versions nickel cadmium (Ni-Cd) ont équipé les Peugeot 106 et Citroën Saxo électriques dans les années 1990. Puis est arrivée la chimie nickel-métal-hydrure (Ni-Mh) adoptée par Toyota pour le système hybride de sa Prius en 1997.
Le lithium (Li-ion) a, ensuite, fait son apparition, et son usage s’est rapidement répandu à de nombreux modèles. Il a, par la suite, été mélangé à d’autres éléments (cobalt, manganèse, fer…) pour afficher des caractéristiques spécifiques.
Les batteries au cobalt (NMC et NCA) sont encore très répandues
Les batteries lithium-ion NMC (nickel-manganèse-cobalt) et NCA (nickel-cobalt-aluminium) équipent de très nombreuses voitures sur le marché. Disposant d’une cathode à base de cobalt, elles offrent une excellente densité énergétique, c’est-à-dire qu’elles emmagasinent davantage de kWh par kg de batterie que les versions LFP. Ainsi, une voiture équipée d’une batterie NMC affichera, à volume égal, une plus grande capacité qu’une batterie LFP, donc une autonomie plus importante. Cela induit que pour une capacité équivalente, elle pèsera aussi moins lourd. Autre avantage, elles supportent plus facilement les hautes températures.
Son principal inconvénient vient également du cobalt : un minerai dont l’exploitation est loin d’être exemplaire sur les plans éthique et environnemental. Il est, par ailleurs, deux fois plus cher à extraire que le nickel, qui est loin d’être le plus abordable.
Les voitures électriques équipées de batteries NMC :
Le groupe Stellantis continuera à intégrer cette chimie dans ses futurs modèles. Ainsi, le futur Peugeot e-3008, reposant sur la nouvelle plateforme STLA Medium (voir photo ci-dessous), disposera de batteries NMC.
Les avantages des batteries au LFP (lithium-fer-phosphate)
De plus en plus de constructeurs se tournent vers la chimie LFP (lithium-fer-phosphate) qui n’utilise pas de cobalt. Outre les raisons éthiques liées à cette absence, il y a aussi un avantage financier pour le constructeur : le coût de cette technologie est environ 30 à 40% moins élevé que celui d’une batterie NMC. Un gain que l’acheteur retrouve également : c’est, en partie, ce qui permettra à la future Citroën ë-C3 d’être affichée à partir de 25 000 € (hors bonus).
Mais les batteries LFP ont d’autres avantages :
- elles acceptent plus de cycles complets de charges et de décharges,
- elles peuvent être plus régulièrement chargées à 100%,
- elles sont moins sujettes à l’embrasement grâce à une température de fonctionnement moins élevée.
Il n’existe toutefois pas (encore) de technologie parfaite et les batteries LFP ont leurs lots d’inconvénients. Outre leur densité énergétique plus faible, elles subissent aussi plus fortement les écarts de température. Ainsi, par temps froid, leur autonomie diminue et la recharge par régénération lors des phases de freinage est moins puissante. Une recharge rapide prendra également plus de temps : la batterie ayant besoin d’atteindre une certaine température.
Les futures technologies de batterie
Les fabricants travaillent sur des technologies de batterie sans solution électrolytique : les batteries solides. Leur densité énergétique est plus importante, tout en offrant une meilleure sécurité contre les risques de feu.
Par ailleurs, le lithium-ion, dont l’extraction reste un sujet délicat, pourrait céder sa place au sodium. Bien moins coûteux à exploiter, il peut être associé aux mêmes éléments que le Li-ion. Toutefois, sa densité énergétique reste encore en retrait.