Les batteries lithium-soufre sont une véritable promesse dans tous les domaines, seront-elles relever les défis qui les attendent ?
L’innovation prend le doux nom de batteries lithium-soufre : cette nouvelle génération de batteries pourrait bien révolutionner le stockage d’énergie, offrant des performances accrues et une empreinte environnementale réduite faisant une concurrence forte à l’historique lithium-ion proposé en 1991 par SONY.
Une densité énergétique impressionnante
Les batteries lithium-soufre se distinguent par leur densité énergétique exceptionnelle. Elles peuvent stocker jusqu’à deux fois plus d’énergie (550Wh/kg) que les batteries lithium-ion conventionnelles (260Wh/kg), pour un poids équivalent, une caractéristique qui les rend particulièrement attrayantes pour les applications nécessitant une grande autonomie, comme … les véhicules électriques. Avec une telle capacité, ces batteries pourraient permettre aux voitures électriques d’atteindre des autonomies comparables à celles des véhicules à essence, sans l’embonpoint qui va de paire.
Des matériaux abondants et peu coûteux
L’un des principaux avantages des batteries lithium-soufre réside dans l’utilisation de matériaux largement disponibles et économiques. Le soufre, élément central de ces batteries, est un sous-produit abondant de l’industrie pétrolière et gazière. Contrairement aux batteries lithium-ion qui nécessitent des métaux rares comme le cobalt, les batteries lithium-soufre peuvent être produites à partir de ressources plus accessibles. Cette caractéristique promet une réduction significative des coûts de production, estimée à moins de la moitié du prix des batteries lithium-ion actuelles.
Un impact environnemental réduit
La technologie lithium-soufre présente également des avantages écologiques non négligeables. L’utilisation de matériaux plus communs réduit leur impact environnemental. De plus, le soufre, sous-produit de productions polluantes, peut enfin être valorisé en tant que cathode. Stellantis, acteur majeur de l’industrie automobile, estime que l’empreinte carbone des batteries lithium-soufre pourrait être jusqu’à 60% inférieure à celle des batteries lithium-ion les plus performantes.
Des défis techniques à surmonter
Malgré leurs nombreux avantages, les batteries lithium-soufre font face à plusieurs obstacles techniques qui freinent encore leur commercialisation à grande échelle. L’un des principaux défis concerne la stabilité chimique de ces batteries. Le soufre peut réagir avec d’autres éléments pour former des composés instables, ce qui peut entraîner une dégradation rapide des performances de la batterie, mais aussi, la formation de dendrites sur les électrodes qui peut provoquer des courts-circuits et endommager la batterie et plus encore.
Des avancées prometteuses
La recherche dans le domaine des batteries lithium-soufre progresse : en effet, des scientifiques américains de la Drexel University ont récemment mis au point une batterie lithium-soufre capable de supporter 4000 cycles de charge et décharge, tout en conservant une capacité élevée. Leur réalisation surpasse de loin les exigences de l’industrie automobile, qui considère généralement qu’une batterie doit pouvoir supporter environ 1000 cycles pour être viable dans un véhicule électrique.
L’industrie s’y intéresse de près
Les géants de l’industrie automobile, spatiale et énergétique investissent massivement dans cette technologie prometteuse. Airbus avec Sion Power, ou Stellantis avec Zeta Energy viabilisent les batteries lithium-soufre dans leurs applications respectives. D’autres acteurs, comme Lyten, une start-up de la Silicon Valley, travaillent sur des innovations complémentaires, comme l’utilisation du graphène pour améliorer les performances des batteries lithium-soufre.
Vers une production à grande échelle
Bien que la technologie soit encore en phase de développement, les industriels anticipent déjà sa future production à grande échelle d’ici 2030. Une perspective qui souligne la confiance dans le potentiel des batteries lithium-soufre et laisse présager une adoption rapide de cette technologie dans les années à venir.
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Les batteries lithium-soufre représentent une avancée majeure dans le domaine du stockage d’énergie. Leur densité énergétique élevée, leur coût potentiellement réduit et leur impact environnemental moindre en font une alternative séduisante aux batteries lithium-ion actuelles. Bien que des défis techniques persistent, les progrès récents et l’intérêt croissant de l’industrie laissent entrevoir un avenir prometteur pour cette technologie. Les batteries lithium-soufre pourraient bien jouer un rôle crucial dans la transition énergétique et la mobilité durable de demain.
Source : anl.gov