La batterie qui va révolutionner la voiture électrique

La nouvelle est un peu passée inaperçue, mais les dirigeants de Toyota ont confirmé lors des journées de presse du Salon de Tokyo que leurs ingénieurs seront capables de produire des batteries à électrolyte solide dès la première moitié des années 2020. Une annonce qui fait du géant japonais le constructeur le plus avancé dans une course au progrès technique qui pourrait révolutionner la voiture électrique.

Une batterie plus sûre

Pour le comprendre il faut considérer que le point faible des batteries lithium ion actuelles réside dans leur sécurité perfectible : par nature instables, elles doivent être surveillées comme le lait sur le feu. Et l'image est plutôt bonne car leur principale faiblesse tient au caractère liquide de leur électrolyte (le matériau dans lequel les ions lithium transitent d'une électrode à l'autre) qui laisse notamment apparaître des dentrites – soit des agrégats de matière conductrice – pouvant causer des court-circuits entre les électrodes avec des conséquences dramatiques à la clé. En effet le dégagement d'énergie et de chaleur généré peut alors entraîner l'ébullition (l'évaporation) de l'électrolyte liquide, provoquant l'explosion de la cellule et même dans le pire des cas l'inflammation de la batterie au contact de l'oxygène de l'air ambiant. Un incendie qui s'avère non seulement très difficile à éteindre, mais aussi potentiellement générateur de gaz hautement toxiques.

La fin du spectre de l'explosion

Un scénario catastrophe qui ne pourrait absolument pas se produire avec la batterie à électrolyte solide : d'abord parce qu'en séparant physiquement ses deux électrodes par un matériau solide à structure cristalline le risque de court-circuit est très considérablement réduit et ensuite parce que même si celui-ci se produisait, la cellule grillerait littéralement, mais sans exploser et donc sans risque d'incendie. Encore faudrait-il vraiment insister pour arriver à cette extrémité car la plage de température de fonctionnement d'une cellule à électrolyte solide, de – 20 °C à plus de 100 °C, est beaucoup plus large que celle d'une cellule à électrolyte liquide qui ne fonctionne de manière optimale qu'au-dessus de 15 ° tout en devant être refroidie pour ne pas dépasser 35 °C.

Charge ultra-rapide et densité d'énergie record

Cette moindre sensibilité à la température présente des avantages corollaires : une cellule à électrolyte solide peut ainsi supporter des charges plus puissantes, et donc plus rapides, et surtout elle peut le faire sans qu'il soit nécessaire de lui adjoindre un encombrant et coûteux système de refroidissement. Parce que les cellules qui la constituent sont plus compactes et peuvent être disposées les unes contres les autres, une batterie à électrolyte solide pourrait au final stocker jusqu'à deux ou trois fois plus d'énergie qu'une unité lithium-ion actuelle à électrolyte liquide pour le même encombrement selon les chercheurs les plus optimistes dans ce domaine. Enfin, cerise sur le gâteau, le passage à l'électrolyte solide devrait permettre d'accélérer la réduction du coût des batteries, et donc de la voiture électrique.