Une nouvelle frontière pour les véhicules électriques: les batteries de voiture sans cobalt

De Tesla à la Formule E, les voitures électriques sont des nouveautés et des vitrines pour une technologie de plus en plus disponible.

En mettant l'accent sur le fait que les véhicules électriques sont bons pour l'environnement, il y a de plus en plus de pression pour surmonter les obstacles empêchant les véhicules électriques d'être largement reconnus comme une alternative entièrement verte aux carburants fossiles traditionnels.

Les impacts sur l'environnement les plus connus sont la fabrication du véhicule et la manière dont l'électricité est produite pour recharger les batteries. Cependant, les batteries elles-mêmes sont également un élément important qui a une influence sur l'environnement global du véhicule. Cela est principalement dû à l'un des éléments clés de la batterie Lithium-ion : le cobalt.

Extraction et utilisation du cobalt

Le cobalt est un métal critique qui a été utilisé pendant des siècles dans divers processus de fabrication. L'élément chimique a été découvert par le chimiste suédois Georg Brandt en 1739. Il s'agit d'un métal gris argenté, un sous-produit de l'extraction du nickel et du cuivre.

Le matériau est utilisé de nombreuses façons, y compris dans le développement d'aimants puissants et d'outils de coupe à grande vitesse. Il sert également de matériau cathodique dans de nombreuses batteries Lithium-ion, qui sont largement utilisées dans la nouvelle vague de voitures électriques.​

Le coût du cobalt devrait augmenter, car l'offre devrait atteindre un niveau record d'ici 2050.

D'un point de vue commercial, le cobalt n'est pas un ami des fabricants de batteries Lithium-ion, en raison du coût élevé d'extraction de l'élément. Cela a conduit de nombreux fabricants à chercher à éradiquer le matériau, bien que l’on n'ait pas encore entièrement réussi.

Le coût du cobalt devrait également augmenter en raison de la diminution de ses approvisionnements. En fait, le Helmholtz Institute Ulm (HIU) en Allemagne a prédit que l'approvisionnement en métal diminuera beaucoup d'ici 2050, ce qui entraînera le besoin de le remplacer par une nouvelle technologie.

Enfin, du point de vue politique, éthique et environnemental, le matériau est également considéré comme un ingrédient à remplacer rapidement. Le processus d'extraction est notoirement malsain pour ses travailleurs, les « Centers for Disease Control and Prevention » des États-Unis confirment que l'exposition chronique au métal dur contenant du cobalt, que ce soient des poussières ou des fumées, peut entraîner une maladie pulmonaire grave appelée« maladie pulmonaire des métaux durs ». "

Nouveaux développements

Avec tous ces facteurs négatifs concernant le cobalt, il devient de plus en plus évident, pour les fabricants de batteries, que trouver une alternative est à la fois un investissement crucial et potentiellement lucratif.

Le fournisseur de cellules de batterie de Tesla, Panasonic Corp, a récemment annoncé qu'il développait des batteries automobiles qui fonctionneraient sans utiliser de cobalt. Selon Kenji Tamura, chef de la division des batteries automobiles de Panasonic, la société vise à éliminer cet élément dans un avenir proche, et les recherches progressent rapidement».

Cette annonce est en phase avec le développement continu entre Panasonic et Tesla pour que leurs batteries du Model S développent la plus grande densité d'énergie tout en réduisant considérablement la teneur en cobalt.

Comment ça va marcher?​

Des entreprises comme Panasonic prévoient éradiquer le cobalt de leurs batteries.
​Bien que peu de choses aient été annoncées sur la manière exacte dont Panasonic prévoit éradiquer le cobalt de ses batteries, il existe un certain nombre de technologies prometteuses qu'il pourrait poursuivre.

Par exemple, le spinelle au lithium-manganèse et l'oxyde d'aluminium au lithium-nickel-cobalt utilisent tous deux beaucoup moins de cobalt et peuvent être plus faciles à modifier ou à éliminer. D'autres avancées en chimie, comme le phosphate de lithium et de fer, pourraient permettre d'éliminer le cobalt.

Bien que le défi initial consiste concevoir le bon mix chimique, d'autres défis tels que la stabilité, la sécurité et la durée de vie de la batterie devront tous être résolus avant que la solution alternative ne soit acceptée pour une utilisation dans des véhicules commerciaux.

L'une des avancées la plus prometteuse concerne la création d'une batterie au lithium à l'état solide. Celle-ci n’utiliserait pas de cobalt et fonctionnerait parfaitement dans les voitures et autres véhicules électriques. Cependant, le processus de production et les coûts potentiels qui en découleraient sont toujours incertains.

L'espoir pour les VÉ dans les batteries sans cobalt?​

L’utilisation du cobalt dans les piles ne semble pas avoir de futur. L'avenir des véhicules électriques et de la recharge dépendra de matériaux alternatifs.
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Il est de plus en plus évident que l'utilisation future du cobalt dans les batteries n'est pas envisagée. Non seulement la ressource est coûteuse et susceptible de s'épuiser, mais elle est également négative sur le plan éthique et environnemental. Cela est particulièrement préoccupant dans l'industrie de la voiture électrique, où le succès repose sur la durabilité des produits. Des entreprises comme Panasonic devront continuer à faire des progrès dans ce domaine pour que les voitures électriques deviennent la norme chez les automobilistes.
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Machine Design​

Contribution: André H. Martel