Une technologie de batterie structurelle développée en Suède

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Dans un véhicule alimenté par une batterie lithium-ion, l’accumulateur représente une importante partie du poids total. Et cela affecte la performance globale du système. Des chercheurs de l’université de Chalmers, en Suède, développent actuellement une technologie appelée à contourner cet obstacle. Les premiers résultats de cette batterie structurelle sont très encourageants.

Traditionnellement, une batterie électrique est constituée de plusieurs cellules assemblées et placées dans un carter plus ou moins imposant en fonction des capacités voulues. Ce montage perdure encore sur les générateurs au lithium-ion qui équipent actuellement les voitures « zéro émission », les motos et les bateaux.

Cette conception imposante et encombrante pourrait être abandonnée dans le futur, au profit d’un système intégré dans la carrosserie même du véhicule. C’est la finalité recherchée par les chercheurs de l’université de Chalmers avec leur batterie structurelle, dont un prototype a été testé avec succès. Cette première version, encore perfectible, augure un avenir radieux pour cette technologie.

Un système adaptable à tous les véhicules motorisés

Une voiture de fonction 100 % électrique alimentée par sa propre carrosserie ? Un avion dont la carlingue sert d’accumulateur ? Une trottinette à batterie intégrée dans le cadre ? Ces idées semblent tout droit sorties d’une œuvre de science-fiction et, pourtant, elles ont de grandes chances de se concrétiser dans un futur proche. Des chercheurs de l’université de Chalmers, à Goteborg en Suède, travaillent actuellement sur des batteries structurelles, affichant une densité énergétique comparable à celle des piles actuelles, voire meilleure, tout en étant rigide.

Ces caractéristiques mécaniques permettront à ces nouveaux accumulateurs d’alléger significativement les véhicules motorisés du futur. Ils offrent par ailleurs une sécurité plus élevée, les batteries structurelles ne contenant pas d’électrolyte liquide, ni tout autre composant volatil facilement inflammable. Pour arriver à cet objectif, les chercheurs suédois développent un nouveau prototype, dont la densité énergétique devrait atteindre 75 kWh/kg, soit la moitié de celle d’une batterie lithium-ion actuelle. La prochaine version devrait aussi avoir une rigidité de 75 GPa, un cran en dessus de l’aluminium.

Une cellule compacte sans électrolyte liquide

La grande particularité de cette batterie structurelle réside dans l’absence d’électrolyte liquide dans sa structure. Afin de le rendre plus compact et facile à travailler, cet accumulateur du futur est doté d’une conception en plusieurs couches très fines.

Important La cellule dispose d’une cathode en feuille d’aluminium et d’une anode en fibre de carbone.

Important Entre ces deux électrodes, un séparateur de verre contenant de l’électrolyte solide assure la circulation d’ions lithium.

Les chercheurs de Chalmers espèrent exploiter au maximum cette configuration, qui permet d’obtenir une batterie structurelle à la fois rigide, façonnable et sécuritaire. Le prototype viable se montre encore limité en matière de performance, avec une densité énergétique de 24 kWh/kg. En revanche, son module d’élasticité à 25 GPa est déjà suffisant pour en faire un élément structurel de premier plan.

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