Stellantis et Zeta Energy développent des batteries lithium-soufre pour les véhicules électriques

Dans le domaine des véhicules électriques, les batteries jouent un rôle crucial en déterminant à la fois l’autonomie, la vitesse de charge et le coût global. Stellantis, en partenariat avec Zeta Energy, se lance dans la création d’une nouvelle génération de batteries lithium-soufre (Li-S) qui promet de redéfinir l’industrie. Ces batteries allient légèreté, rapidité de charge et coût réduit, tout en offrant des avantages en matière de sécurité et d’impact environnemental.

L’évolution des batteries pour véhicules électriques

Depuis l’introduction des premières batteries lithium-ion (Li-ion) en 2008, les véhicules électriques ont connu une véritable révolution. Le Roadster de Tesla, alimenté par une batterie de 53 kWh, a marqué un tournant en offrant une autonomie d’environ 394 km, bien au-delà des capacités de l’EV1 de General Motors, lancé en 1999. Cependant, les batteries Li-ion ne sont pas exemptes de défauts. Leur coût, leur poids élevé et la lenteur de leur chargement restent des défis majeurs.

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Les batteries lithium-soufre, bien que développées dès les années 1960, ont longtemps souffert de problèmes de durabilité et de perte de capacité. Ce phénomène, appelé « effet de navette du polysulfure », se produit lorsque le soufre réagit avec le lithium, formant des composés qui migrent entre les électrodes, entraînant une dégradation rapide des performances.

Toutefois, Zeta Energy, en partenariat avec Stellantis, affirme avoir trouvé une solution à ce problème. Les progrès dans les matériaux et les revêtements permettent désormais de piéger ces polysulfures, empêchant leur migration et améliorant ainsi la durée de vie des batteries.

Les avantages des batteries lithium-soufre

L’un des atouts majeurs des batteries Li-S réside dans leur légèreté. Alors que les batteries Li-ion offrent une densité énergétique de 150 à 250 Wh/kg, les batteries Li-S peuvent atteindre de 400 à 600 Wh/kg, permettant ainsi de stocker plus d’énergie pour un poids bien inférieur. Cette légèreté se traduit par une réduction du poids total des véhicules électriques, ce qui améliore non seulement leur autonomie mais aussi leur performance et leur maniabilité.

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La vitesse de charge des batteries Li-S est également améliorée de 50 % par rapport aux batteries Li-ion traditionnelles. Cette efficacité est rendue possible par une chimie plus simple, où les réactions se produisent directement entre le lithium et le soufre. Contrairement aux batteries Li-ion, qui dépendent du déplacement lent des ions lithium à travers des matériaux solides, la charge des batteries Li-S est plus rapide et moins sujette aux pertes d’énergie.

L’un des principaux défis des batteries actuelles est leur coût élevé, principalement dû à l’utilisation de matériaux rares comme le cobalt et le nickel. Les batteries Li-S offrent une solution à ce problème en remplaçant ces matériaux coûteux par du soufre, un élément abondant et bon marché. Zeta Energy utilise des déchets industriels tels que le méthane et le soufre non raffiné, ce qui permet de réduire l’empreinte carbone de la fabrication des batteries.

Des batteries plus sûres et plus fiables

La sécurité des batteries est une préoccupation majeure dans l’industrie automobile. Les batteries lithium-ion, bien que performantes, peuvent être sujettes à des risques d’incendie en cas de défaillance, notamment à cause de leurs électrolytes inflammables. En revanche, les batteries lithium-soufre ne présentent pas ce danger, car elles ne contiennent pas d’électrolytes inflammables. De plus, les réactions chimiques du soufre sont moins exothermiques, ce qui rend ces batteries moins susceptibles de provoquer des incendies ou des explosions.

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Cela ne signifie pas que les batteries Li-S sont exemptes de risques. L’utilisation de lithium métallique dans l’anode peut entraîner la formation de dendrites, qui peuvent causer des courts-circuits. Toutefois, les avancées récentes dans la conception des batteries Li-S devraient permettre de limiter ces risques.

Le partenariat entre Stellantis et Zeta Energy pourrait bien marquer un tournant dans l’évolution des véhicules électriques. Avec l’objectif de commercialiser des véhicules électriques équipés de ces batteries d’ici 2030, ce projet pourrait transformer la mobilité électrique en la rendant plus accessible, plus sûre et plus durable. Par ailleurs, une batterie révolutionnaire pour les véhicules électriques promet une autonomie de 1 600 km.