Les différents types de batteries de voitures électriques

Publié par le 18.10.2019 - 5 min

Si la batterie lithium-ion s’impose aujourd’hui comme l’alliée de prédilection de la voiture électrique, il existe des technologies alternatives, parfois très anciennes. De la batterie au plomb à la batterie lithium-ion, tour d’horizon des principales technologies de batteries utilisées dans le monde automobile !

160 ans après l’invention de la batterie rechargeable au plomb par le physicien français Gaston Planté, les technologies visant à stocker l’énergie de façon électrochimique ont fait d’immenses progrès. Tous les travaux scientifiques convergent vers un même objectif commun : trouver le meilleur compromis possible entre le poids de la batterie, sa capacité de stockage, son coût de revient, sa durée de vie, sa faculté de recharge et son empreinte environnementale, notamment au moment du recyclage.

Batterie au plomb

Voiture au plomb

Inventée en 1859, la batterie au plomb trouve encore sa place dans de nombreux véhicules, thermiques comme électriques. En 1899, le véhicule électrique « La Jamais contente » équipée de cette technologie fut d’ailleurs la première automobile à dépasser les 100 km/h bien avant les véhicules thermiques.

De nos jours, les batteries au plomb ne sont plus utilisées pour la traction : elles alimentent le circuit électrique des accessoires ou des équipements spécifiques au monde thermique comme le démarreur. La batterie au plomb n’offre qu’une capacité limitée malgré un encombrement et un poids élevé, mais elle a le mérite d’être à la fois économique et simple à produire ou à recycler. Utilisée comme dispositif de stockage principal pour des voitures électriques jusque dans les années 80, elle a rapidement cédé la place à d’autres technologies plus performantes.

Batterie Nickel-Cadmium

Si vous utilisiez des piles rechargeables dans les années 90, vous connaissez la technologie Nickel-Cadmium. Les accumulateurs « Ni – Cd » ne manquaient pas d’avantages, avec une densité de stockage importante et une durée de vie de l’ordre de 500 à 1 000 cycles de recharge.

Ils souffraient en revanche de l’effet mémoire, un phénomène physique qui altère les performances de la batterie en cas de cycles de « charge-décharge » partiels. Utilisées pour la production de véhicules électriques dans les années 90, les batteries Ni-Cd sont aujourd’hui interdites, du fait de la toxicité du cadmium.

Batterie Nickel-Métal Hydrures

Avec leurs performances comparables à celles de la technologie Ni-Cd, les accumulateurs Nickel-Métal Hydrures ou « Ni-MH » ont connu un succès plus durable du fait de l’absence de métaux lourds. Cette technologie de batterie rechargeable portable était la plus économique au début des années 2000 : c’est pourquoi elle a largement dominé le marché du véhicule hybride jusqu’à l’avènement de la technologie lithium-ion.

Batterie lithium-ion

Batterie générique de véhicule électrique sur fond gris. Rendu 3D de l'image.

Élaborée au début des années 90, la batterie lithium-ion  s’est progressivement imposée comme la technologie de référence, dans le monde du transport comme dans celui de l’électronique grand public. Dotée d’une importante durée de vie, elle offre une densité d’énergie bien supérieure à celle de toutes les technologies concurrentes et ne présente pas d’effet mémoire.

Elle exige en revanche un conditionnement adapté ainsi qu’un pilotage précis de la recharge, généralement assuré par un circuit électronique dédié. Renault utilise la technologie lithium-ion pour ZOE et les autres véhicules électriques de sa gamme. Le Groupe travaille par ailleurs à l’intégration de ses batteries dans un schéma d’économie circulaire visant à prolonger au maximum leur durée de vie.

Batterie tout solide

La recherche scientifique s’intéresse depuis toujours au concept de batterie tout solide , mais ce n’est que depuis 10 ans que ses avancées permettent d’imaginer, dans un futur lointain, son adoption au monde automobile.

Son principe consiste à remplacer l’électrolyte liquide des batteries par un matériau solide qui pourrait prendre la forme d’un polymère plastique, de poudres inorganiques compactées ou d’un mélange des deux. En théorie, la technologie n’a que des avantages : elle permet d’augmenter la densité d’énergie et la stabilité tout en simplifiant la gestion thermique. La batterie solide n’en est cependant qu’au stade du prototype de laboratoire. La batterie lithium-ion a donc encore de beaux jours devant elle !

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