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Tendances des Piles de 2025 : Qu'est-ce qui Alimente l'Avenir de l'Énergie?

Posted 22 nov. 2024 by Jessica Sundberg, Market Product Manager – ePower, Storage & Clean Energy

La révolution des véhicules électriques (VE) est bien en cours. Ces dernières années, les VE sont passés de perturbateurs de marché de niche à options de transport grand public, avec des constructeurs automobiles mondiaux investissant massivement dans l'électrification. Avec l'accélération de l'adoption de la mobilité électrique, l'accent se déplace de la transformation initiale à l'affinement des technologies qui façonneront la prochaine génération de batteries. À l'approche de 2025, les avancées en matière de recyclage, de conception, de sécurité et de chimie des cellules amélioreront non seulement l'efficacité et la durabilité des VE, mais redéfiniront également les limites du stockage de l'énergie. Explorons les tendances qui propulsent ce changement continu.

Tendance 1 : Recyclage et réutilisation

Avec des millions de VE sur les routes, l'attention se porte sur ce qu'il advient de ces véhicules en fin de cycle de vie. Le développement durable est devenu un point focal, et le recyclage est en passe de devenir l'un des plus grands domaines de croissance de la technologie des batteries.

  • Réutilisation rendue possible par Debond on Demand

    Une innovation clé dans le recyclage des batteries est la technologie "debond on demand". Cette solution de pointe permet aux fabricants de démonter les packs de batteries avec un minimum d'effort. Les adhésifs, qui lient les cellules entre elles, peuvent être réversés si nécessaire en utilisant diverses méthodes de déclenchement, ce qui facilite la séparation et le recyclage des matériaux. Une fois les cellules déliées, elles peuvent être réutilisées dans d'autres applications telles que les systèmes de stockage d'énergie de batteries (BESS). Cela réduit à la fois l'énergie et les déchets dans le processus de recyclage, permettant une économie plus durable et circulaire.

  • Développement durable

    Les fabricants de batteries exigent des pratiques plus durables de leurs fournisseurs, poussant à des méthodes de production et d'approvisionnement écologiques. Les fournisseurs doivent désormais adopter des processus d'extraction plus propres pour des matériaux clés comme le lithium et le cobalt, minimisant les dommages environnementaux. De plus, il y a un intérêt croissant pour les matériaux biosourcés en tant qu'alternatives aux composants traditionnels à base de pétrole. Ces ressources renouvelables sont utilisées dans tout, des liants aux électrolytes, offrant une approche plus verte.

  • Réutilisation des matières premières

    En plus du recyclage pour les nouvelles batteries, il y a un intérêt croissant pour la réutilisation des matières premières précieuses provenant des batteries usées pour d'autres industries. Les métaux comme le lithium, le cobalt et le nickel peuvent être extraits des cellules de batteries usées et réutilisés dans diverses applications, de l'électronique aux systèmes d'énergie renouvelable en passant par les composants aérospatiaux. Cette approche réduit non seulement la demande de matériaux fraîchement extraits, mais soutient également une chaîne d'approvisionnement plus diversifiée et résiliente. D'ici 2025, nous nous attendons à ce que ces pratiques de réutilisation gagnent en momentum, renforçant encore la boucle de durabilité et élargissant la proposition de valeur du recyclage des batteries au-delà du simple stockage d'énergie.

Tendance 2 : Conceptions Cell-to-Pack et Cell-to-Chassis

La conception des packs de batteries devient plus efficace et rationalisée, et deux innovations—cell-to-pack et cell-to-chassis—mènent cette charge.

  • Packs moins chers et poids réduit

    Traditionnellement, les batteries étaient construites en assemblant des cellules individuelles en modules, qui étaient ensuite combinés pour former un pack de batteries. Mais les conceptions cell-to-pack éliminent la couche modulaire, en emballant les cellules directement dans l'unité de batterie plus grande. Cela réduit le poids global et le coût de production. Sans la structure modulaire supplémentaire, les fabricants peuvent construire des batteries plus légères et plus compactes.

  • Densité énergétique plus élevée

    Les conceptions cell-to-chassis vont encore plus loin, en intégrant la batterie directement dans la structure du véhicule. Cela permet d'économiser de l'espace et du poids, ce qui entraîne une densité énergétique plus élevée et une autonomie améliorée du véhicule. L'efficacité accrue rend les véhicules électriques plus rentables et attrayants pour les consommateurs, accélérant encore l'adoption des VE.

Tendance 3 : Sécurité des packs de batteries

À mesure que les batteries deviennent plus puissantes, la sécurité devient une priorité absolue. La gestion thermique des packs de batteries est en constante amélioration pour prévenir la surchauffe, la propagation thermique et les incendies de batteries dangereux.

Nous pouvons nous attendre à voir des systèmes de surveillance plus avancés intégrés dans les packs de batteries, capables de détecter et de neutraliser les dangers potentiels avant qu'ils ne s'aggravent. Des innovations telles que les adhésifs ignifuges, les barrières thermiques et les systèmes de refroidissement améliorés joueront un rôle vital pour garantir que les packs de batteries restent sûrs même dans des conditions extrêmes.

  • Innovation des matériaux

    La poussée pour améliorer la sécurité des batteries conduit à une innovation significative des matériaux. Des matériaux avancés sont développés pour améliorer la stabilité thermique et la résistance au feu des packs de batteries. Par exemple, de nouveaux adhésifs ignifuges et des revêtements intumescents s'étendent et créent une barrière protectrice lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées, aidant à prévenir la propagation des incendies dans les packs de batteries. Ces innovations non seulement protègent contre la surchauffe et la propagation thermique, mais contribuent également à la longévité et à l'efficacité globales des packs de batteries.

  • Action réglementaire

    À mesure que la technologie des batteries avance, les organismes de réglementation du monde entier imposent des normes de sécurité plus strictes. Par exemple, le Manuel des tests et critères des Nations Unies, Partie III, Sous-section 38.3, établit des protocoles de test de sécurité mondiaux pour les batteries au lithium. Ces tests évaluent la résistance de la batterie à des conditions telles que les températures extrêmes, les chocs et les impacts pour prévenir les risques pendant le transport. En Europe, la Directive européenne sur les batteries (actuellement en cours de révision) comprend de nouvelles dispositions pour traiter la sécurité des batteries, exigeant des évaluations du cycle de vie plus rigoureuses et des tests de résistance au feu pour toutes les batteries vendues dans l'UE. De plus, selon le Règlement n° 100 de l'ONU, les packs de batteries dans les véhicules électriques doivent subir des tests de sécurité en cas de collision et des tests de propagation thermique, garantissant que les défaillances des cellules individuelles ne conduisent pas à des événements thermiques catastrophiques à travers tout le pack.

Aux États-Unis, la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) développe également de nouvelles normes pour améliorer la sécurité des batteries des VE, en mettant l'accent sur la résistance aux collisions et la prévention de la propagation thermique. La norme SAE J2464 est une autre réglementation clé qui décrit les tests d'abus pour les batteries, exigeant qu'elles résistent à des conditions extrêmes telles que la surcharge, le court-circuit et l'exposition au feu sans défaillance. Ces actions réglementaires poussent les fabricants à prioriser les innovations en matière de sécurité tout au long du cycle de vie des batteries.

Tendance 4 : Chimie des cellules au-delà du lithium-ion

Alors que les batteries lithium-ion dominent actuellement le marché des VE, à mesure que nous avançons dans le futur, nous assisterons à l'émergence de chimies alternatives qui promettent de révolutionner le stockage de l'énergie.

  • Batteries à état solide

    Les batteries à état solide sont l'une des percées les plus attendues. Ces batteries remplacent l'électrolyte liquide par un matériau solide, ce qui améliore la sécurité et la densité énergétique. La technologie à état solide permet une charge plus rapide, une capacité plus élevée et une durée de vie de la batterie plus longue. Bien que les applications commerciales des batteries à état solide aient été lentes à se déployer, les avancées d'ici 2025 pourraient pousser cette technologie vers une utilisation grand public, en particulier dans les VE haute performance.

  • Au-delà du lithium

    Parallèlement aux batteries à état solide, des chimies telles que les batteries sodium-ion et lithium-soufre gagnent en traction. Ces alternatives sont attrayantes en raison de leur abondance et de leur potentiel pour des densités énergétiques plus élevées à des coûts inférieurs. Avec les limitations de l'approvisionnement dues à la concentration géographique, aux défis d'extraction et à la demande croissante, les chimies alternatives peuvent offrir une voie vers une production de batteries plus évolutive et durable.

Tendance 5 : Charge plus rapide

L'un des principaux points de friction pour les propriétaires de VE est le temps de charge. Mais à mesure que la technologie avance, les vitesses de charge devraient s'améliorer considérablement d'ici 2025.

Nous assistons déjà à un passage à des systèmes de batteries à haute tension—les systèmes 800V deviennent plus courants, par rapport aux systèmes traditionnels de 400V. Les niveaux de tension plus élevés permettent des temps de charge plus rapides sans compromettre la santé de la batterie. À mesure que l'infrastructure continue d'évoluer, les stations de charge rapide capables de fournir des charges complètes en quelques minutes pourraient devenir la norme, améliorant considérablement l'attrait des VE.

Tendance 6 : Évolution du paysage réglementaire

Les réglementations gouvernementales façonnent également l'avenir des technologies de batteries, en mettant l'accent sur la durabilité, la sécurité et la performance. D'ici 2025, les cadres réglementaires imposeront probablement des normes plus strictes en matière de production de batteries, de recyclage et de gestion en fin de vie.

La Directive européenne sur les batteries comprend désormais des quotas de recyclage plus stricts et des exigences de transparence en matière d'approvisionnement. En Chine, de nouvelles réglementations visent à améliorer la traçabilité des batteries et leur impact environnemental, tandis que le gouvernement américain introduit des incitations pour stimuler la production nationale de batteries via l'Inflation Reduction Act. D'ici 2025, ces réglementations pousseront l'industrie vers des batteries plus vertes et plus sûres, avec une surveillance accrue tout au long de la fabrication, du transport et du recyclage à l'échelle mondiale.

L'avenir de l'énergie

Tout au long de 2025, l'industrie des batteries continuera d'évoluer en réponse aux avancées technologiques, aux demandes des consommateurs et aux pressions réglementaires. Des innovations en matière de recyclage et de nouvelles conceptions de cellules à la charge plus rapide et aux packs plus sûrs, l'avenir du stockage d'énergie est prometteur. Ces tendances façonneront non seulement le paysage des véhicules électriques, mais alimenteront également un monde plus durable et électrifié.

À mesure que les batteries deviennent plus puissantes, abordables et durables, elles joueront un rôle encore plus important dans la transition mondiale vers l'énergie propre, faisant avancer l'avenir de la mobilité et du stockage d'énergie renouvelable.

Notre équipe chez H.B. Fuller est passionnée par la création d'un avenir plus vert et aide nos clients à naviguer dans ces changements. Pour en savoir plus sur nos produits ou entrer en contact avec un membre de notre équipe, contactez [email protected].

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