Innovation / Durée de vie des batteries : comment ça fonctionne ?

Bon an, mal an, la voiture électrique va s’imposer aux automobilistes et deviendra une (quasi)obligation pour l’achat d’une voiture neuve d’ici 2035 en Europe. Mais, loin de séduire en masse, elle inquiète en raison de plusieurs écueils et idées négatives préconçues à son égard : autonomie, durée de vie des batteries, infrastructure de recharge… Intéressons-nous à la durée de vie des batteries. Sujet important puisqu’il s’agit du composant le plus cher d’une voiture électrique d’une part et que d’autre part, sa tenue dans le temps et le kilométrage influera sur la valeur de revente du véhicule et donc sur la santé du marché de l’occasion. Pour faire le point, nous nous basons sur une étude réalisée sur plus de 15.000 voitures électriques par Recurrent Auto, un organisme américain qui analyse les cycles de vie des batteries de VE.

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Dégradation par le temps

L’usure d’une batterie – quel que soit l’appareil qui en est équipé, smartphone, voiture ou autre – dépend de différents facteurs. Si certains peuvent être « gérés » ou optimisés, il y en a un sur lequel l’utilisateur n’a aucune influence : le temps. C’est inévitable, le temps qui passe à une influence sur les propriétés chimiques des composants de la batterie, que la voiture roule ou pas. Il s’agit d’un phénomène qui est davantage marqué au début de la vie de la batterie mais qui reste continu. On observe juste une stabilisation de dégradation une fois que l’on arrive au seuil des 80 % de la capacité initiale de la batterie, le fameux SoH – State of Health – qui est atteint au bout de quelques années. La courbe de dégradation « naturelle » du SoH peut également être influencée par les conditions de « stockage » de la batterie, selon qu’elle est plus ou moins exposée aux variations de température, notamment.

Dégradation par la charge

Un autre facteur majeur de la dégradation d’une batterie de voiture électrique concerne la manière dont on recharge cette dernière. Concrètement, si l’on opte pour des recharges régulières à faible puissance – AC en 2,3, 3,4, 7, 11 ou 22 kW – l’usure de la batterie sera moindre que si l’on opère régulièrement des recharges à très haute puissance. De même, si on recharge la batterie avant qu’elle passe sous le seuil des 20 % et qu’on évite de dépasser les 80 % de capacité, la durée de vie sera moins impactée. La raison ? Elle relève de la chimie également. Une batterie rechargée à 100 % dispose certes d’un potentiel énergétique supérieur, mais est davantage soumise à une instabilité chimique, surtout au niveau du lithium. Dans les cas extrêmes, les atomes de lithium forment un dépôt sur l’anode au lieu de circuler entre les couches de carbone, ce qui empêche les autres atomes de lithium de pénétrer dans l’anode et la cathode. On parle alors de placage de lithium. La conséquence principale étant une perte de puissance de la batterie.

Dégradation par la chaleur

Comme évoqué précédemment, une chaleur excessive contribue à l’accélération de la dégradation d’une batterie. Les hautes températures sont vectrices de phénomènes chimiques néfastes : dissolution des métaux de la cathode, modification de l’agencement des atomes dans la cathode, impact sur les matériaux liants qui permettent la stabilité et la cohésion des composants de la batterie. Il peut en résulter des dommages sur l’anode et la cathode mais également une mobilité plus ou moins réduite des atomes de lithium.

Qui de la durée de vie d’une batterie ?

En prenant en compte ces différents facteurs, la durée de vie d’une batterie de voiture électrique peut varier fortement. Elle est principalement liée aux cycles de charge de la batterie. Généralement, les constructeurs assurent 1000 cycles ou 240.000 km en moyenne. De manière générale, les garanties sur les batteries tournent aux alentours de 8 ans ou 160.000 km. Mais la durée de vie peut bien entendu aller au-delà ou être inférieure à cette échéance, selon l’utilisation qu’on en fait et la manière dont on recharge sa batterie.

Sur base des plus de 15.000 voitures électriques prises en compte dans son étude, Recurrent Auto indique que de très nombreux conducteurs ont constaté un SoH supérieur à 80 % même après 300.000 km. Ce qui tend à indiquer que la durée de vie sera probablement plus grande que celle du véhicule lui-même sur le marché. En outre, cela devrait rassurer les acheteurs potentiels sur le marché de l’occasion.