Lancement d’un projet européen de recherche sur les batteries lithium-ion de nouvelle génération

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Intégré au programme « European Battery Alliance » lancé en 2017 par la Commission européenne, le projet SeNSE mène des recherches sur les batteries lithium-ion de nouvelle génération, dites de génération 3b.

Le projet de recherche, doté de 10 millions d’euros par l’Union européenne, compte onze partenaires : cinq instituts de recherche — l’institut suisse Empa, qui dirige le projet, l’université allemande Westfälische Wilhelms-Universität de Münster, le centre allemand de recherche Forschungszentrum Jülich, l’université britannique de Coventry et l’institut autrichien Austrian Institute of Technology — et six entreprises industrielles – les sociétés françaises Solvionic et Enwires, les sociétés suisses FPT Motorenforschung et Huntsman Advanced Materials, Lithops d’Italie et Northvolt de Suède. Cette dernière est un partenaire jouant « un rôle décisif dans le projet de recherche », précise l’Empa puisqu’elle accompagnera les chercheurs lors de séance techniques régulières et a l’intention de créer deux « gigafactories », des usines à grande échelle, pour la production de batteries pour véhicules électriques dans les prochaines années : l’une, prévue en Suède, aura une capacité de production de 32 GWh par an, l’autre sera construite en Allemagne avec Volkswagen aura une production annuelle de 16 GWh.

L’objectif du projet SeNSE est d’améliorer la chimie des différents matériaux ainsi que le système BMS (Battery Management System). Le projet de recherche, qui s’achèvera au printemps 2024, devra mettre au point un prototype d’une capacité de stockage de 1 kWh montrant les capacités de la batterie de génération 3b.

Vers une nouvelle génération de batteries

Les recherches porteront sur le remplacement des anodes en graphite par des composites silicium-graphite et sur la réduction de cobalt dans la cathode.

« De nouveaux additifs dans l’électrolyte devraient permettre de retarder le vieillissement de la batterie et ainsi, rendre possible un plus grand nombre de cycles de charge-décharge. De nouveaux capteurs contribueront également à une plus longue durée de vie et à une meilleure capacité de charge rapide en fournissant des données provenant de l’intérieur la batterie au système BMS. Ces données devraient permettre une gestion beaucoup plus fine de la température par rapport aux batteries lithium-ion actuelles », explique l’Empa.

La durabilité et les coûts devraient également être améliorés en simplifiant la production en série grâce à une fabrication de la cathode sans utiliser de solvants inflammables et toxiques, et à l’utilisation de batteries de véhicules usagées comme unités de stockage stationnaires avant d’être ensuite recyclées.

Le chercheur Corsin Battaglia, qui coordonne le projet SeNSE, participe également au développement d’un autre projet :  le projet SOLiDIFY qui conçoit des batteries tout-solide au lithium métal, qui ne contiendront plus aucun composant liquide et inflammable et pourront ainsi fournir une puissance et un nombre de cycles de charge-décharge plus élevés. Ces batteries, dites de génération 4b, pourraient être commercialisées dans une dizaine d’années.