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Le "sandwich" lithium-polymère réinvente la batterie

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Son savoir-faire dans les condensateurs et une collaboration avec EdF ont permis à Batscap, filiale du groupe Bolloré, de mettre au point un nouveau type de batterie lithium-polymère. Première application prévue, l'automobile.

Pour être le premier dans le monde à commercialiser une batterie fondée sur la technologie lithium métal-polymère (LMP), Vincent Bolloré, président de Bolloré Investissement serait manifestement prêt à sacrifier beaucoup d'autres ambitions. Après douze années de recherche conduites dans son usine pilote d'Ergué-Gaberic, près de Quimper dans le Finistère (75 ingénieurs et techniciens) par sa filiale Batscap avec le renfort d'EdF (qui détient 20 % de Batscap), du CEA, de Schneider Electric et de plusieurs laboratoires universitaires d'électrochimie, il vient de présenter un prototype. Ce dernier, si les performances annoncées sont au rendez-vous, peut ouvrir une révolution dans l'automobile mondiale.

Une architecture inédite

La batterie présentée la semaine dernière est un modèle de 3 kilowattheures (une deuxième géné- ration de 4 kilowattheures est à l'étude) qui délivre une tension de 2,5 volts. Elle tient dans un coffret de 45,7 centimètres de long, de 31,1 centimètres de large et de 20,5 centimètres de haut, pour un poids de 25 kilogrammes. Elle est composée de douze cellules de 90 ampères-heures et d'un système de gestion entièrement intégré, offrant une réserve d'énergie de type « plug & play ». Il faudrait six batteries de ce type pour alimenter une voiture de moyenne cylindrée sur un parcours urbain.

Les performances de cette batterie tiennent à son architecture innovante. Chaque élément est composé de quatre films de 100 microns d'épaisseur totale bobinés ensemble. La géométrie de la batterie peut donc prendre des formes multiples.

L'anode est constituée d'une feuille métallique de lithium, une matière première abondante et facile d'accès dont la densité est plus de 21 fois inférieure à celle du plomb. L'électrolyte fait appel à un film de polymère solide auquel ont été ajoutés divers additifs (dont du sel de lithium), qui permettent le passage des ions lithium. La cathode est un autre film polymère à base d'oxyde de vanadium auquel a été ajouté un composé d'insertion à base de noir de carbone, qui permet aux ions lithium de s'insérer à la décharge. Enfin, un film métallique (de l'aluminium « intelligent ») sert à collecter le courant électrique. Ces matériaux confèrent à la batterie une densité d'énergie de 150 wattheures par kilogramme et une densité de puissance de 300 watts par kilogramme. Des records par rapport aux batteries existantes. L'utilisation optimale se situe, pour l'instant, entre 80 et 85°C et le niveau d'énergie est, à tout moment, mesurable contrairement aux autres technologies.

Sécurité et respect de l'environnement

Ses atouts écologiques sont évidents. Pas de métaux lourds. Pas d'électrolyte liquide, à la différence de la batterie lithium-ion, ce qui est une garantie en terme de sécurité et tous les matériaux utilisés sont recyclables. De plus, la batterie est rechargeable rapidement : 50 % en une heure, les 50 % restants en six heures. Rien à voir effectivement entre cette batterie LMP - qui devrait donc être concurrente de celle, non encore présentée, sur laquelle travaille le canadien Avestor - et les batteries actuelles, trop lourdes, trop peu performantes, ou écologiquement condamnées comme les batteries nickel-cadmium (interdites après 2008), plomb-acide, nickel-zinc, sodium-nickel et même lithium-ion.

Une grande autonomie

Embarquée sur un véhicule, la batterie Batscap revendique 200 à 300 kilomètres d'autonomie, une vitesse de pointe de 130 kilomètres/heure avec « des accélérations dignes des voitures les plus per-formantes », dix ans de durée de vie « sans entretien » (ou 1 000 cycles correspondant à 150 000 kilo- mètres).

Elle peut fonctionner par une température ambiante allant de - 20°C à + 60°C. Son prix par véhicule serait de l'ordre de 1 500 euros et il en coûterait à son utilisateur environ 1 euro par 100 kilomètres parcourus, dix fois de moins que les véhicules thermiques actuels les plus petits et les plus économes.

Des performances qui ne pourront être vérifiées que dans dix-huit mois, lorsque les conclusions de l'expérimentation en vraie grandeur seront établies. Les tests devraient démarrer ces prochaines semaines lorsque des partenariats auront été signés. Essentiellement dans l'automobile. Serge Dassault a, d'ores et déjà, fait savoir qu'il était candidat dans la perspective du projet Cleanova qu'il développe avec Heuliez (10 000 unités par an attendues en 2010).

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