LFP, NCM, sodium ou solid state: quel type de batterie est la meilleure ?

Les véhicules électriques font aujourd’hui généralement usage de batteries lithium-ion. Depuis l’introduction des premières voitures de série avec des cellules lithium en 2028, la technologie a fortement évolué. Alors qu’au départ on utilisait du lithium-cobalt-oxyde, on recourt aujourd’hui principalement à des cellules NMC, dont la cathode est composée de nickel, de cobalt et de manganèse.

L’avantage principal des batteries NMC est leur densité énergétique élevée. Cela permet de stocker davantage d’énergie par unité de volume, ce qui se traduit par des batteries plus légères et une autonomie accrue. En contrepartie, elles sont plus coûteuses et ont un impact écologique plus important, notamment en raison de l’extraction du nickel et du cobalt. Par ailleurs, une production de chaleur peut survenir lors de la recharge, même si le risque d’incendie reste très limité selon diverses études.

Les batteries LFP ont gagné en popularité ces dernières années, surtout auprès des modèles compacts et d’entrée de gamme. Bien que la densité énergétique soit plus faible que dans les batteries NMC, ces batteries offrent des avantages sur le plan du coût, de la sécurité et de l’impact sur l’environnement. Elles ne contiennent pas de nickel ou de manganèse et affichent un taux de dégradation moins élevé, ce qui leur assure une durée de vie plus longue. L’inconvénient, c’est qu’elles affichent une vitesse de recharge plus faible. En contrepartie, les batteries LFP peuvent être rechargées sans problème jusqu’à 100 %, contrairement aux batteries NMC pour lesquelles cela est déconseillé en raison de l’usure.

Le nombre de constructeurs automobiles qui adoptent les batteries LFP augmente constamment. Les marques chinoises sont particulièrement en avance dans ce domaine et déploient largement cette technologie. Les constructeurs européens et américains intègrent eux aussi des batteries LFP dans leurs modèles d’entrée de gamme. Grâce aux évolutions technologiques, comme les architectures 800 volts, le désavantage lié à des vitesses de recharge plus faibles est en partie compensé, permettant d’atteindre des puissances de charge plus élevées.

Regardez par exemple XPENG: La G6 Long Range peut atteindre des pics de puissance de 525 kW. En Belgique, vous pourrez toujours chercher pour trouver une borne qui délivre autant de puissance… Entre 10 et 80 % de State of Charge, ce SUV atteint une puissance moyenne de 290 kW, de quoi retrouver votre café encore bien chaud lorsque la voiture est prête à repartir.

Et que penser du nouveau vaisseau amiral de BYD, la Denza 9 GT… Grâce à son Flash Charging, la seconde génération de Blade Battery peut être rechargée à pas moins de 1.500 kW. La recharge de 10 à 97% requiert seulement 9 minutes. Ce temps de recharge ne s’allonge que de quelques minutes si la température passe en dessous de -30 degrés. La Blade Battery 2.0 est dotée d’une couche innovante de Solid Electrolyte Interphase (SEI).

Reste que cela nécessite des stations de recharge spécifiques. En Chine, quelque 20.000 Flash Chargers devraient déjà être opérationnels d’ici la fin de l’année. En Europe, le déploiement sera nettement plus progressif, notamment en raison des limitations du réseau électrique. BYD a toutefois imaginé une solution intéressante : la station est couplée à un système de stockage d’énergie à décharge ultra-rapide. Celui-ci intègre une grande batterie rechargée à des vitesses plus faibles, qui fait à la fois office de réservoir d’énergie pour éviter la surcharge du réseau et de booster de puissance.

Le LFP constitue une avancée significative en matière de durabilité, mais l’extraction du lithium continue de poser d’importants défis environnementaux et économiques. C’est pourquoi le sodium est à l’étude comme alternative. Cet élément est abondant à l’échelle mondiale et moins coûteux à extraire. Les batteries sodium-ion présentent en outre des avantages en termes de sécurité et de performances à basse température.

La technologie comporte toutefois des limites. Sa densité énergétique est inférieure d’environ 30 %, ce qui se traduit par une autonomie plus restreinte. Dès lors, les batteries sodium-ion semblent pour l’instant surtout adaptées aux véhicules de plus petite taille. Les premières applications sont déjà visibles sur le marché chinois (JAC propose déjà un modèle équipé de batteries sodium), tandis que l’industrialisation se prépare, notamment chez CATL et BYD.

Les batteries à électrolyte solide (solid-state) sont considérées comme une étape prometteuse dans l’évolution des technologies de stockage d’énergie. Elles utilisent un électrolyte solide au lieu d’un liquide, ce qui présente plusieurs avantages. Elles sont non seulement plus légères et plus compactes, mais peuvent aussi atteindre une densité énergétique nettement supérieure, offrir des temps de recharge plus courts et délivrer des puissances plus élevées. Elles sont en outre plus sûres et moins sujettes à l’usure.

Cela dit, cette technologie reste aujourd’hui en phase de développement. Sa production est complexe et repose sur des matériaux extrêmement fins et sensibles, ce qui complique son industrialisation à grande échelle. Parmi les principaux défis figurent la formation de dendrites dans l’électrolyte — pouvant entraîner des courts-circuits —, une conductivité ionique encore limitée et une résistance interne élevée. Plusieurs constructeurs visent une commercialisation d’ici la fin de la décennie, avec des premières applications attendues dans les segments haut de gamme en raison des coûts élevés.

Reste une question de fond : les batteries solid-state auront-elles réellement le temps de s’imposer si, dans l’intervalle, les technologies actuelles comme le LFP continuent de progresser à un rythme soutenu tout en restant nettement plus abordables ?