Pour 1kWh de capacité de stockage de batterie, il faut 113 grammes de Lithium, soit 600 grammes de carbonate de Lithium. Pour une voiture équipée d'une batterie de 24kWh (environ 160 Km d'autonomie), il faut donc 2,7 Kg de Lithium (14,4 Kg de carbonate de Lithium).
Que sont les composants d'une batterie lithium-ion? Une batterie est composée de plusieurs piles individuelles connectées les unes aux autres. À son tour, chaque pile comprend trois éléments principaux : une électrode positive (une cathode), une électrode négative (une anode) et un électrolyte liquide.
Par rapport à la technologie des batteries traditionnelles, les batteries au lithium-ion se chargent plus rapidement, durent plus longtemps et ont une densité énergétique supérieure, ce qui se traduit par des batteries plus légères et par une plus grande autonomie.
Selon BloombergNEF, le coût des batteries lithium-ion en baisse de 6 % sur 2021. Le coût moyen des batteries lithium-ion se situe désormais à 132 dollars/kWh, contre 140 dollars/kWh en 2020.
Les plus utilisés sont le cérium (40,2 % des terres rares consommées), le lanthane (27,8 %) et le néodyme (17,6 %).
Le lithium (dont le symbole chimique est Li) n'est pas rare et se trouve presque partout sur la planète, à l'état rocheux ou fluide sous forme de saumure. Mais il n'est pas exploité partout.
TERRES RARES ET VÉHICULES ÉLECTRIQUES
Lorsqu'on regarde de plus près : dans la plupart des moteurs de voitures électriques on retrouve le néodyme qui est effectivement une terre rare, mais ce n'est pas le cas du lithium, ni du cobalt qui composent les batteries.
BATTERIES LITHIUM-ION DE NOUVELLE GÉNÉRATION
Dans cette technologie, l'électrode positive agit comme la source initiale de lithium et l'électrode négative comme l'hôte du lithium.
La durée de vie des batteries lithium-ion dépend de leur qualité de fabrication, du type d'appareil et de la fréquence d'utilisation. Une batterie lithium-ion peut être rechargée de nombreuses fois, entre 500 et 1000 cycles. Un cycle correspond à une décharge totale, puis à une recharge complète.
La France dispose de lithium. Il y a des dizaines de sources de lithium identifiées par le Bureau des Ressources Géologiques et Minières dès 2018. On en trouve dans le Finistère, le Massif Central, le Massif des Vosges, en Alsace également. Il y a suffisamment de ressources pour satisfaire les besoins français.
Avantages des accumulateurs lithium-ion
Possède une haute densité d'énergie pour un poids. très faible, grâce aux propriétés physiques du lithium (très bon rapport poids/potentiel électrique). Ces accumulateurs sont donc très utilisés dans le domaine des systèmes embarqués.
En première position de notre comparatif selon les avis des utilisateur, la batterie lithium Eleoption de 6 800 mAh. Elle est spécialement conçue pour alimenter des périphériques utilisant une alimentation de 12 volts (V). Le nombre estimé de cycles de charges et de décharges est d'environ 500.
Les batteries Li-Ion sont plus récentes et tendent à se démocratiser malgré un prix plus élevé que les Ni-MH. Historiquement, les Ni-MH possèdent une plus grande capacité mais cette différence commence à s'inverser. Un des avantages des Li-Ion : elles ne possèdent pas ou peu "d'effet mémoire".
Un « Thermal Runaway » ou « emballement thermique » est un processus qui fait bruler ou exploser une batterie Lithium. Avec une batterie en surchauffe, une de ses cellules peut prendre feu. Une réaction en chaine se produit : une cellule en combustion crée une surchauffe dans la cellule voisine qui prend feu également.
Les voitures électriques sont donc directement impactées et sont en partie responsables de cette pénurie. Si, aujourd'hui, des batteries lithium sont encore disponibles, d'ici à 2025 ou à 2030, ce ne sera certainement plus le cas. Le cobalt et le nickel pourraient d'ailleurs subir le même sort d'ici peu.
Dans une étude menée en 2018, le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) avait ainsi recensé 41 sources de lithium dans l'Hexagone. Les lieux de ces gisements se trouvent plutôt dans le nord du pays, dans une diagonale allant du Massif armoricain au Massif central.
La solution la plus simple étant d'utiliser un chargeur de 5v-500 mA en branchant respectivement le + et le – de la batterie sur le + et le – du chargeur pendant 10-15 secondes. La batterie sera donc rechargé.
Test des accus au voltmètre
D'abord, testons la tension de ces cellules en utilisant le multimètre. Elle est de 1,5V, 1,2V… elle descend très rapidement, ce qui signifie que cette pile est morte ou abîmée.
Préférez un modèle de 24 V pour satisfaire une puissance comprise entre 800 et 1 600 W. L'autonomie : il s'agit du nombre de jours pendant lesquels votre batterie lithium peut contenir l'énergie électrique sans avoir besoin d'être rechargée. En site isolé, cette autonomie doit pouvoir varier entre 3 et 5 jours.
Le sel. Le sel, ou sodium, est un proche cousin chimique du lithium. Bien qu'il s'agisse d'un élément très similaire, il n'a pas le même impact sur l'environnement, ce qui signifie qu'il pourrait être une option envisageable pour le remplacer. La solution pourrait être les batteries sodium-ion.
Manque de puissance
La voiture électrique ne consomme pas beaucoup d'énergie, mais elle a besoin de puissance quand on charge. Il faut donc avoir suffisamment de centrales pour charger. » En effet, quand une voiture n'a plus de carburant, il faut refaire le plein à la pompe, on n'attend pas.
La technologie lithium-ion permet le plus haut niveau de densité énergétique. Ces batteries ont une grande capacité de stockage, elles permettent de stocker 3 à 4 fois plus d'énergie que les autres technologies.
Tesla a simplement décidé d'utiliser des batteries cylindriques de type 18650 (récemment appelées 1865), conçues pour un usage général (peu adaptées aux VE).
Pour fabriquer les batteries des voitures électriques, il faut du lithium. Pour l'instant, ce matériau est fabriqué dans des mines à ciel ouvert à l'autre bout de la planète. Mais demain, ce précieux minerai pourrait être produit de manière propre chez nous, notamment en Alsace.
Ce sont les lanthanides du tableau périodique des éléments2, auxquels on ajoute l'yttrium et le scandium. Il y a au total 17 terres rares. Les plus utilisées sont le cérium, le lanthane et le néodyme. Les terres rares sont toujours associées à d'autres minéraux.