Innovation

Batteries de voitures électriques : cinq pistes au-delà du lithium-ion

Sodium-ion, LMFP, état solide, lithium-soufre et lithium-air n’en sont pas au même stade. Certaines chimies arrivent dans des véhicules, d’autres restent confrontées à des limites industrielles majeures.

Batteries de voitures électriques : cinq pistes au-delà du lithium-ion
Teenager focusing on an electric car project in a modern engineering workshop, showcasing STEM education. Cette photographie accompagne l’article « Batteries de voitures électriques : cinq pistes au-delà du lithium-ion ».

Le lithium-ion reste la technologie dominante dans l’automobile électrique, mais les industriels explorent déjà plusieurs voies pour réduire la dépendance au lithium, au cobalt et au nickel. Ces alternatives ne jouent pas toutes le même rôle : certaines sont déjà intégrées à des véhicules, d’autres demeurent au stade du développement. Pour l’automobiliste, l’enjeu n’est donc pas une disparition immédiate du lithium-ion, mais l’arrivée progressive de batteries aux compromis différents en matière de coût, d’autonomie, de sécurité et de durée de vie.

En bref

  • Le sodium-ion est déjà produit à grande échelle par CATL et équipe la Changan Nevo A06 en Chine.
  • Le LMFP conserve du lithium mais ajoute du manganèse au LFP afin d’augmenter l’autonomie sans cobalt ni nickel.
  • Toyota vise un premier véhicule à batterie solide entre 2027 et 2028, alors que CATL ne prévoit pas de production de masse avant 2030.
  • Le lithium-soufre et le lithium-air offrent des potentiels élevés, mais restent limités par leur maturité ou l’absence de calendrier commercial.

Le sujet compte directement dans le choix d’un véhicule. L’autonomie annoncée ne dépend pas seulement de la capacité du pack : la chimie retenue influe aussi sur le poids, la recharge et le comportement selon les températures. Les repères présentés dans notre dossier sur l’autonomie des batteries de voitures électriques restent ainsi utiles pour replacer ces évolutions dans un usage concret.

Le sodium-ion vise d’abord les voitures abordables

La batterie sodium-ion est l’une des pistes les plus avancées hors lithium. Elle remplace le lithium par du sodium, un matériau présenté comme abondant, afin de réduire les coûts de fabrication. Selon l’état des lieux publié par Les Numériques, CATL produit déjà à grande échelle sa cellule Naxtra.

La Changan Nevo A06 est présentée comme la première voiture de série équipée d’une batterie au sodium. Son pack de 45 kWh est donné pour 400 km d’autonomie selon le cycle CLTC. Cette donnée ne permet pas de préjuger d’une autonomie mesurée selon les normes européennes, mais elle illustre le positionnement de cette technologie sur des véhicules de taille et de prix contenus.

Le compromis est clairement identifié : l’autonomie d’une batterie sodium-ion serait inférieure d’environ 15 à 20 % à celle d’une batterie LFP. En contrepartie, son coût est réduit et sa tenue au froid est décrite comme excellente. Cette chimie peut donc répondre à la recherche de voitures électriques plus accessibles, sans signifier qu’elle conviendra à tous les usages ou à tous les segments. Aucun calendrier européen confirmé n’est établi pour un modèle sodium-ion.

Le LMFP améliore une famille déjà connue

Le LMFP, pour lithium manganèse fer phosphate, ne constitue pas une sortie du lithium-ion. Il s’agit d’une évolution du LFP classique : l’ajout de manganèse apporte, selon les éléments disponibles, 10 à 20 % d’autonomie supplémentaire sans employer de cobalt ni de nickel. Cette nuance est importante : le LMFP relève davantage d’une amélioration progressive de la chimie dominante que d’un remplacement complet.

La Denza Z9GT est présentée comme le premier modèle proposé en France avec cette technologie. Elle reçoit un pack LMFP de 122 kWh et annonce plus de 1 000 km d’autonomie. Une autonomie annoncée par un constructeur reste à distinguer des résultats observés dans des conditions d’usage variées, mais l’exemple montre que le LMFP vise aussi des véhicules à grande capacité.

Pour le lecteur français, le LMFP est l’une des évolutions les plus concrètes à surveiller. Il ne change pas brutalement les règles de l’électrique, mais il peut modifier l’équilibre entre capacité, matériaux utilisés et autonomie disponible. Il confirme surtout que l’innovation ne passe pas uniquement par des ruptures technologiques.

Close-up of an electric vehicle charging at a station, showcasing energy-efficient technology.
Illustration d’une recharge de véhicule électrique, dont la vitesse dépend notamment de la batterie et du véhicule. Source: Pexels. Attribution: smart-me AG. Licence: Pexels License.

La batterie solide promet davantage, mais son calendrier reste ouvert

La batterie à état solide remplace l’électrolyte liquide inflammable par un matériau solide. L’objectif est d’augmenter l’autonomie tout en réduisant l’encombrement du pack. Sur le papier, cette architecture répond à deux attentes fréquentes des conducteurs : disposer de davantage d’énergie sans alourdir ni agrandir excessivement la batterie.

Entre cette promesse et une production automobile étendue, le chemin reste long. Toyota vise un premier véhicule équipé entre 2027 et 2028. CATL estime pour sa part que la production de masse ne surviendrait pas avant 2030. Ces échéances ne décrivent pas une disponibilité généralisée pour tous les acheteurs, mais elles situent la technologie dans une phase de transition entre développement et industrialisation.

Il faut également distinguer l’état solide intégral des solutions semi-solides déjà évoquées par certains constructeurs. Ces architectures n’ont pas le même degré de rupture ni les mêmes contraintes. L’intérêt de la batterie solide est réel, mais un acheteur qui choisit un véhicule aujourd’hui ne doit pas fonder sa décision sur l’idée qu’un modèle de série largement diffusé sera disponible à très court terme.

Lithium-soufre et lithium-air : des potentiels encore éloignés de la route

Le lithium-soufre retient l’attention pour son potentiel théorique de 2 500 Wh/kg. Sa principale faiblesse reste cependant sa durée de vie : la plupart des prototypes ne tiendraient que 100 à 300 cycles avant une perte de 20 % de capacité, alors qu’une voiture particulière aurait besoin d’au moins 1 000 cycles. Cette limite explique pourquoi cette piste ne peut pas encore être considérée comme prête pour une généralisation dans les automobiles particulières.

La batterie lithium-air appartient à une étape encore plus exploratoire. CATL a annoncé étendre ses recherches sur cette chimie, dont la densité énergétique théorique est annoncée jusqu’à 3 500 Wh/kg. Comme le souligne Numerama à propos des recherches de CATL sur le lithium-air, aucune date de commercialisation n’a été communiquée. La performance théorique ne suffit donc pas à établir la proximité d’un modèle de série.

Les batteries zinc-ion et zinc-air illustrent une autre réalité : une chimie peut être intéressante sans devenir une batterie de traction. Leur densité énergétique est jugée trop faible pour propulser une voiture ; elles sont plutôt destinées au stockage stationnaire. L’évolution des batteries ne suivra vraisemblablement pas une seule trajectoire : chaque technologie peut trouver un usage selon ses contraintes, au lieu de remplacer uniformément le lithium-ion.

Ce qui change concrètement pour les futurs acheteurs

À court terme, la chimie demeure un critère à lire avec prudence, au même titre que la capacité utile, les conditions de garantie ou les performances de recharge. Le sodium-ion pourrait privilégier le coût et la tenue au froid, tandis que le LMFP cherche à augmenter l’autonomie sans cobalt ni nickel. L’état solide, le lithium-soufre et le lithium-air restent des technologies à suivre, avec des degrés de maturité très différents.

La comparaison d’une voiture électrique doit donc rester centrée sur le véhicule réellement disponible : autonomie annoncée selon son cycle d’homologation, capacité de la batterie, réseau de recharge compatible et conditions de garantie. Les annonces de chimie donnent une direction au marché, mais elles ne remplacent ni une fiche technique complète ni l’évaluation des besoins de conduite quotidiens.

Photo à la une. Source: Pexels. Attribution: Jeswin Thomas. Licence: Pexels License.

Baptiste LEMOINE

À propos de la signature

Baptiste LEMOINE

Baptiste LEMOINE suit pour Evomag les axes « l’automobile » et « les véhicules électriques ». Ce périmètre s'inscrit dans la ligne du média, qui couvre l’automobile, les véhicules électriques, la sécurité routière et la mobilité, avec un intérêt éditorial particulier pour « la sécurité routière ». Ses articles privilégient une écriture factuelle qui distingue les annonces, les faits établis et l'analyse.