Batteries lithium ion : l'alternative n'est pas prête

© Cliff1066 TM - Flickr - C.C.

Peut-on éliminer les risques d'explosion des batteries lithium ion qui équiperont les véhicules électriques ? La question a été posée avec vigueur la semaine dernière par un article du journal Le Monde consacré au chercheur, Michel Armand. Le directeur de recherche au CNRS se pose en pourfendeur de cette technologie.

La solution retenue par les constructeurs Renault, PSA, GM et autres, utilise une cathode en oxyde de manganèse. Elle se révèle efficace : les batteries ont une forte densité d'énergie, ce qui conditionne l'autonomie du véhicule. Mais ces batteries fonctionnent à un haut potentiel électrique, et une surchauffe créerait des risques d'incendie, voire d'explosion.

Certes,  ces risques sont minimisés par les systèmes électroniques de surveillance des batteries. Mais il n'en reste pas moins que les phénomènes liés à une surchauffe sont connus depuis longtemps, sans qu'une solution permettant de les éliminer ne soit trouvée.

Ainsi, l'électrolyte qui assure la diffusion des ions lithiums entre l'anode et la cathode est un sel qui contient du fluor (LiPF6), dans un solvant organique. En cas de dégradation, c'est donc lui qui va dégager du fluorure d'hydrogène (HF), gaz toxique.

"Pour éviter ça, une solution serait de changer d'électrolyte, mais le fait est qu'en 20 ans on n'en a pas trouvé d'autre", remarque Christian Masquelier, professeur à l'université d'Amiens et spécialiste des matériaux pour les batteries.

"On n'y est pas du tout"

L'autre voie consiste à concevoir des batteries au lithium avec une chimie complètement différente, et fonctionnant à plus faible voltage. C'est la filière fondée sur une cathode en phosphate de fer lithié (LiFePO4).

Le CEA a beaucoup investit sur cette filière, l'américain A123 en fabrique, ainsi que le constructeur chinois BYD. Quelques véhicules prototypes en utilisent déjà.  Cependant, la technologie est plus récente, et, en termes de densité d'énergie, si l'on vise l'application automobile, "on n'y est pas du tout", reconnaît Christian Masquelier. Et il sait de quoi il parle, puisqu'il est le co-inventeur du matériau, lors de son séjour à l'université du Texas.

Reste que  pour le chimiste français,  son confrère Michel Armand a eu raison de mettre les pieds dans le plat, estimant que la sécurité n'a pas été assez prise en compte dans la filière des batteries au lithium pour l'automobile.