Que ce soit chez Stellantis en collaboration avec Zeta Energy ou à l’université australienne de Monash, les cellules lithium-soufre sont espérées pour obtenir de meilleurs performances avec les véhicules électriques, aussi bien pour le transport aérien que terrestre.
Pour Stellantis, les batteries lithium-soufre sont beaucoup plus légères que les lithium-ion actuelles avec une même quantité d’énergie. Ce qui se traduirait déjà par une autonomie allongée. Ce n’est pas tout, puisque le temps de recharge pourrait être diminué de l’ordre de 50 %. Cerise sur le gâteau : les cellules seraient moins chères à produire. On pourrait s’attendre à des prix réduits de plus de la moitié.
On comprend dès lors pourquoi Stellantis s’intéresse de très près à cette chimie. Fondée en 2014 à Houston (Texas), Zeta Energy s’active à développer et commercialiser de telles batteries lithium-soufre. Débarrassés des matériaux critiques comme le graphite, le manganèse et le cobalt, ses modèles reposent sur des cathodes exclusives en carbone sulfurisé et des anodes métalliques 3D en lithium.
Ses travaux qui ont débouché sur une soixantaine de brevets et applications ont déjà été diversement distingués, en particulier dans le cadre des programmes ARPA-E et VTO du ministère américain de l’énergie et du Forum mondial des matériaux.
Entre les qualités des cellules lithium-soufre, et la spécialisation autour d’elles de l’entreprise américaine, on comprend pourquoi Stellantis a décidé de nouer un partenariat stratégique avec Zeta Energy. « Notre collaboration représente une étape clé dans l’avancement de notre stratégie en matière d’électrification, alors que nous nous efforçons de proposer des véhicules propres, sûrs et abordables », justifie Ned Curic, directeur de l’ingénierie et de la technologie chez Stellantis.
Afin d’obtenir une empreinte environnementale des plus légères, les batteries produites dans le cadre de ce partenariat seront obtenues avec des matériaux recyclés, du méthane et du soufre non raffiné provenant, en sous-produit, de diverses industries. Les émissions de CO2 à la fabrication seront « nettement inférieures à celles de toute technologie de batterie existante ».
Pas besoin de construire des usines spécifiques, puisque les packs réalisés avec les solutions de Zeta Energy s’accommodent très bien de l’organisation des gigafactories existantes. En outre la chaîne d’approvisionnement sera courte et entièrement nationale, que ce soit en Europe ou en Amérique du Nord.
Au bout d’une phase commune de développement, pré-production, et planification, la collaboration devrait déboucher sur l’intégration dès 2030 des batteries lithium-soufre dans des véhicules électriques de Stellantis. Aujourd’hui, la feuille de route du groupe prévoit qu’à cette échéance plus de 75 modèles de VE seront proposés dans les catalogues des marques affiliées.
D’ici là, les cellules LFP (lithium fer phosphate) devraient se développer. Stellantis vient aussi d’annoncer la création d’une coentreprise à 50/50 avec CATL pour construire en Espagne à Saragosse une usine dont la production pourrait débuter dès 2026. Selon l’évolution du marché électromobile et le « soutien continu des autorités espagnoles et de l’Union européenne », la capacité de production pour cette chimie pourrait atteindre les 50 GWh au bout de plusieurs phases successives.
Ensemble, les deux groupes ont prévu de mobiliser jusqu’à 4,1 milliards d’euros pour leur projet d’envergure. Les batteries LFP qui sortiront de la future usine espagnole équiperaient plus particulièrement les voitures particulières de Stellantis à autonomies intermédiaires dans les segments B et C, y compris les crossovers et SUV électriques.
En Australie, l’université de Monash compte bien commercialiser plus rapidement que Stellantis et Zeta Energy ses batteries lithium-soufre à charge ultrarapide. Grâce à la légèreté des cellules, les chercheurs de l’établissement visent le marché des véhicules aériens, en particulier les drones commerciaux et les eVTOL, ces appareils à décollages et atterrissages verticaux auxquels s’intéresse aussi Stellantis.
En raison d’une densité énergétique doublée (jusqu’à 400 Wh/kg), cette chimie est propice à imaginer pour eux des autonomies de vols bien supérieures à ce qu’autorisent les modèles lithium-ion actuellement disponibles. Dans une voiture électrique, une recharge complète permettrait de parcourir plus de mille kilomètres.
Parmi les scientifiques de l’université de Monash qui sont engagés dans la démarche, Mainak Majumder estime que « le marché mondial des batteries lithium-soufre devrait atteindre 209 millions de dollars d’ici 2028 ». D’où une certaine course contre la montre pour que l’industrie australienne se place en pionnière.
Une certaine concurrence est cependant bien installée. Au printemps 2022, la startup allemande Theion annonçait déjà exploiter les travaux de chercheurs de l’université du Michigan pour produire ses batteries Crystal lithium-soufre qui pourraient bien faire décoller les appareils d’Autoflight et de Volocopter.
Xeme annonce de ce genre, comme tous les ans, monts et merveilles pour les années à venir. Plus fait pour attirer les investisseurs que pour devenir une réalité? Où sont passées les promesses de batteries révolutionnaires des années passées qui envoyaient le lithium-ion à la poubelle? Par exemple les batteries au graphène, avec une capacité d’1 kwh par kg et se rechargent en quelques minutes. Oubliées dans le tréfond des annonces mirobolantes…
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