Informations de base sur les batteries

Ce que vous devez savoir sur les batteries dans les voitures électriques.

Quels types de batteries sont utilisés dans les voitures électriques?

Jusqu’à présent, les batteries lithium-ion ont été principalement utilisées dans les voitures électriques. Ceux-ci stockent l’énergie sous forme chimique, puis libèrent cette énergie sous forme d’énergie électrique lors de la conduite. En principe, les batteries des voitures électriques ne diffèrent pas des batteries utilisées, par exemple, dans les smartphones. Étant donné qu’une voiture électrique nécessite beaucoup plus d’énergie, les batteries sont divisées en modules, qui à leur tour sont constitués de cellules individuelles.

La batterie LFP est un type spécial de batterie lithium-ion dans laquelle l’électrode est faite de phosphate de fer au lithium au lieu de lithium-cobalt. Par conséquent, dans la production de batteries LFP, le cobalt rare peut être supprimé, ce qui les rend moins chères. Cependant, les batteries LFP sont moins résistantes au froid. Lorsque la température ambiante baisse, une batterie LFP perd rapidement de l’énergie. Les batteries LFP ont récemment été fréquemment mentionnées en relation avec le fabricant chinois BYD. Le constructeur appelle ses batteries « batteries lames » et doit les livrer à partir du 2ème trimestre 2022, notamment à Tesla. Selon BYD, la particularité des batteries lames est le nombre extrêmement élevé de 3 000 cycles de charge possibles.

Une nouvelle technologie de batterie sera probablement lancée fin 2023. La batterie dite sodium-ion se passe de matières premières coûteuses telles que le lithium, le cuivre, le nickel et le cobalt. Les matières premières nécessaires pour les batteries sodium-ion sont plus faciles à obtenir et à traiter avec moins d’énergie. De plus, les batteries sodium-ion sont moins inflammables, plus rapides et plus puissantes à basse température. Dans l’ensemble, cette nouvelle forme de batterie est plus durable et rentable à fabriquer.

Le troisième type de batterie est également encore en cours de développement. Les batteries dites à semi-conducteurs devraient être prêtes pour le marché à la fin de 2022. Les batteries à semi-conducteurs sont moins complexes que les batteries lithium-ion, offrent une densité d’énergie plus élevée et sont nettement moins chères à fabriquer. Les batteries à semi-conducteurs seront également plus petites, de sorte que l’autonomie de la voiture électrique augmentera considérablement. Le constructeur chinois de voitures électriques Nio a annoncé une batterie à semi-conducteurs qui fournira une autonomie de plus de 1 000 km.

L’Institut allemand Fraunhofer travaille sur une batterie avec la technologie SALD,qui devrait également assurer des autonomies extrêmes et peut également être chargée environ cinq fois plus vite qu’une batterie lithium-ion actuelle. Nous recherchons de nouveaux types de batteries pour l’électromobilité dans le monde entier. Jusqu’à ce que les nouvelles batteries atteignent la maturité du marché, la batterie lithium-ion sera développée davantage, de sorte que des progrès en matière d’autonomie, de temps de charge et de compatibilité environnementale peuvent également être attendus dans un proche avenir.

Quels problèmes se posent dans la production de batteries pour voitures électriques?

Bien que différentes études arrivent à des conclusions différentes, le CO2 produit lors de la production de batteries est considéré comme un problème majeur. Ainsi, avant qu’une voiture électrique ne prend la route, elle a déjà un grand « sac à dos CO2 » dans ses bagages. Par rapport aux voitures à moteur à combustion, cependant, cela deviendra de plus en plus petit au fil du temps car aucun CO2 n’est émis pendant le fonctionnement de la voiture électrique.

Combien de temps dure la batterie dans la voiture électrique et que lui arrive-t-il lorsqu’elle est vide ?

Une batterie de voiture électrique avec technologie lithium-ion peut être chargée environ 1 500 à 2 500 fois. Avec une autonomie moyenne d’environ 200 km par charge, cela se traduit par un kilométrage de 300 000 à 500 000 kilomètres. Les batteries plus modernes devraient déjà pouvoir être chargées jusqu’à 3 000 fois. Au fil du temps, cependant, les batteries perdent de la capacité, de sorte qu’à la fin d’une durée de vie de la batterie, seulement 70 à 80% de la capacité d’origine est disponible.

Les constructeurs automobiles donnent généralement une garantie de 8 ans sur leurs batteries. Si une batterie pour une voiture électrique n’a plus assez de capacité, elle peut être utilisée pour d’autres tâches ou elle est recyclée. Dans l’application dite « Second-Life », la batterie peut être utilisée e.B. comme stockage d’énergie dans les ménages privés pendant encore 10 à 12 ans, car la batterie est nettement moins sollicitée ici en raison de phases de charge et de décharge plus uniformes.

Une autre option est le recyclage des batteries, qui, cependant, est encore largement non rentable en raison de l’énergie requise. Il existe deux approches pour recycler les batteries de voiture : la fusion ou le traitement mécanique. Le taux de recyclage pour le traitement est de 90%. Le sac à dos CO2 de la batterie pourrait être réduit d’environ 40% avec ce type de recyclage.

Les anciennes usines de recyclage de batteries sont situées à Bremerhaven, Bruxelles et Salzgitter. Volkswagen exploite l’usine pilote de Salzgitter depuis le début de 2021 et peut y traiter 3 600 batteries par an. Une batterie typique d’une voiture électrique contient beaucoup d’aluminium, de plastique et d’acier. De plus, environ 4 kg de lithium, 11 kg de manganèse, 12 kg de cobalt, 12 kg de nickel et 33 kg de graphite peuvent être recyclés.

Actuellement, une grande partie de la batterie pour les voitures électriques est encore utilisée soit dans les voitures électriques elles-mêmes, soit dans des applications de seconde vie. Il faudra donc un certain temps avant que le recyclage des piles en plus grande quantité ne commence.

Quel est le poids des batteries des voitures électriques et où se trouvent-elles?

Dans les voitures électriques modernes, les boîtiers de batterie avec les modules de batterie individuels sont situés dans le plancher du véhicule. Le boîtier de la batterie protège les batteries en cas d’accident et l’installation dans le plancher du véhicule assure un centre de gravité bas en raison du poids élevé des batteries, ce qui profite au comportement de conduite. Le poids d’une batterie de voiture électrique est compris entre 250 kg et 700 kg.