L’essentiel

Il existe différents types de batteries. Si leur fonctionnement est similaire (voir Fonctionnement d’une batterie électrique), les matériaux utilisés réagissent différemment et ont donc des performances différentes (voir Les performances d’une batterie). Voici les caractéristiques des principaux types de batteries utilisées par l’industrie automobile.

Batteries au plomb

Une batterie dite au plomb (ou plomb/acide) est une batterie qui utilise une anode et une cathode en plomb. Elle présente l’avantage de délivrer un courant de forte puissance permettant d’alimenter des moteurs, eux aussi, puissants. En revanche, elles ont une densité énergétique faible et offrent donc une faible autonomie à un véhicule. De plus, leur durée de vie est plutôt limitée (autour de 600 cycles).

Principal avantage, elles sont simples à produire et le plomb est un métal commun : leur coût est donc faible. Cependant, le plomb est toxique et polluant même s’il se recycle plutôt facilement.

Les batteries au nickel 

Les batteries Nickel-cadmium (Ni-Cd) sont très courantes dans l’industrie en général et ont équipé un certain nombre d’anciens projets de véhicules électriques. Elles sont légèrement plus performantes que les batteries au plomb (jusqu’à 80 Wh/kg) et relativement bon marché. Cependant, elles possèdent un effet mémoire important ce qui rend leur utilisation contraignante. De plus, le cadmium est très polluant et difficile à recycler.

Les batteries Nickel métal-hydrure (Ni-Mh) stockent plus d’énergie (jusqu’à 110 Wh/kg) et ne contiennent pas d’élément très polluant. En revanche, leur durée de vie est limitée et elles se déchargent rapidement même quand elles ne sont pas utilisées (auto-décharge).

Enfin, les batteries Nickel-Zinc (Nickel Metal-Zinc) ont des performances comparables à la technologie Nickel-Cadmium. En revanche, elles sont beaucoup moins polluantes, mais plus chères. 

Batterie au lithium

L’appellation “batterie au lithium” regroupe de nombreuses technologies qui utilisent du lithium sous différentes formes. Ces technologies sont aujourd’hui les plus performantes mais restent aussi très chères. Elles semblent toutefois s’imposer dans l’industrie automobile.

Les batteries lithium-ion, tout d’abord, utilisent le lithium sous forme d’ions insérés dans l’électrolyte. Mais là encore il en existe différents types, basées sur des matériaux différents :

• les batteries lithium-ion “classiques” : elles sont très performantes (150 à 200 Wh/kg), mais chères. En effet, ces accumulateurs utilisent du cobalt ou du manganèse qui sont rares et peuvent provoquer des réactions instables. Ils requièrent alors des systèmes de contrôle coûteux. Elles ont une durée de vie plutôt élevée (autour de 1000 cycles) et surtout aucun effet mémoire.
• les batteries lithium-ion fer phosphate sont moins performantes (100 Wh/kg) mais beaucoup plus sûres et moins couteuses. Leur durée de vie peut atteindre les 2000 cycles.  

Les batteries lithium polymère sont très proches des batteries lithium-ion, sauf qu’elles utilisent un électrolyte solide (gélifié). Cela permet de produire des accumulateurs avec des formes très diverses et qui sont plus sûres que les batteries lithium-ion classiques. Ils sont en revanche moins performants et plus chers à produire.