Auteur : Dr James Edmondson, directeur de recherche chez IDTechEx.

Les véhicules électriques (VE) sont l’un des principaux moyens d’atteindre la carboneutralité dans le secteur des transports, mais en plus des émissions de_CO2 , la durabilité globale devient un point d’attention accru. Cependant, la durabilité est un sujet très complexe qui n’a pas tendance à traiter d’absolus, car de nombreux facteurs sont impliqués. L’approvisionnement en minéraux tels que le lithium, le nickel, le cobalt et d’autres pour fabriquer des cellules de batterie suscite des inquiétudes, mais la construction et les matériaux utilisés pour fabriquer la batterie doivent également être pris en compte. IDTechEx prévoyant une multiplication par 5,5 de la demande de batteries pour véhicules électriques entre 2023 et 2034, l’impact des matériaux sur la production durable de batteries et la façon dont les batteries sont traitées en fin de vie deviennent de plus en plus importants.

Un autre objectif clé pour l’industrie des véhicules électriques, qui peut sembler sans rapport au premier abord, est la nécessité d’appliquer des matériaux de protection contre les incendies pour empêcher ou retarder la propagation de l’emballement thermique entre les cellules et éventuellement à l’extérieur de la batterie. IDTechEx prévoit que ce marché connaîtra un TCAC de 16,1 % de 2023 à 2034. La raison évidente en est d’améliorer la sécurité incendie de ces véhicules dans les rares cas où ils s’enflamment. La grande variété de modèles de batteries que l’on a vus sur le marché conduit à une gamme tout aussi large de matériaux de protection contre l’incendie utilisés. Ces matériaux eux-mêmes peuvent être plus ou moins durables, mais la façon dont ils sont utilisés peut également jouer un rôle dans la durabilité de l’industrie des batteries pour véhicules électriques.

Matériaux de protection contre l’incendie : application et durabilité

Parmi les options utilisées pour la protection contre les incendies dans les batteries de véhicules électriques, citons les feuilles de céramique, les mousses d’encapsulation, les feuilles de mica, les aérogels et bien d’autres. À titre d’exemple, le mica a fait l’objet d’un examen minutieux en raison de ses processus d’extraction, mais cela s’est amélioré avec l’Initiative pour un mica responsable (créée en 2017), et de nombreux producteurs de produits finis prennent des mesures pour s’approvisionner en mica de la manière la plus responsable possible. À mesure que les fournisseurs de matériaux s’orientent vers l’utilisation d’une plus grande quantité d’énergie renouvelable dans la production de leurs matériaux, cela améliorera également la durabilité globale des matériaux.

Outre les matériaux eux-mêmes, la façon dont ils sont appliqués peut jouer un rôle. Par exemple, les mousses de polyuréthane sont des matériaux quelque peu durables car le polyuréthane peut être recyclé et sa production n’est pas très énergivore par rapport à certaines options. Cependant, dans les batteries de véhicules électriques, lorsqu’elles sont appliquées sous forme de mousse d’encapsulation, elles le sont généralement d’une manière qui n’est pas destinée à être démontée. Selon les estimations d’IDTechEx, un pack de 60 kWh adoptant cette approche utilise environ 8 kg de mousse. Cela signifie que si un pack présente un défaut, l’ensemble du pack peut devoir être remplacé, ou à la fin de la vie du pack, le démontage devient très difficile. À mesure que le marché s’oriente vers des conceptions de batteries plus hautement intégrées, telles que les architectures cellule-à-pack, il y a généralement une utilisation accrue d’adhésifs difficiles à retirer en toute sécurité.

Le recyclage d’une batterie de VE se fait parfois en broyant l’ensemble du pack et en enlevant au mieux les matériaux utiles. La récupération des matériaux clés serait améliorée et les déchets pourraient être réduits en rendant les emballages faciles à démanteler. Cependant, le compromis réside dans les performances, la fiabilité et le coût de la batterie. Un pack sans modules, fortement collés entre eux, permet de réduire le nombre de composants, d’améliorer la densité énergétique et de réduire les coûts, au détriment du remplacement de très peu de packs sous garantie plutôt que de leur entretien.

Perspectives d’IDTechEx

La durabilité prend de plus en plus d’importance, mais elle n’est souvent pas la première priorité. Il sera souvent en retard sur les performances et les coûts. Cet équilibre est également difficile lorsqu’il s’agit de matériaux de protection contre l’incendie, car ceux-ci assurent une fonction de sécurité cruciale qui ne doit pas être compromise. Étant donné qu’il existe une sélection de matériaux qui peuvent fournir une protection suffisante contre les incendies, les équipementiers pourraient commencer à faire de la durabilité une priorité absolue. En fin de compte, il est difficile de dire qu’une catégorie de matériaux est meilleure ou pire en termes de durabilité, et les équipementiers devront déterminer quels matériaux fonctionneront le mieux dans leur conception, mais aussi en discuter avec les fournisseurs de matériaux respectifs pour voir comment ils s’approvisionnent et fabriquent leurs matériaux, ainsi que les options de démantèlement et/ou de recyclage en fin de vie.

Le rapport IDTechEx, « Matériaux de protection contre l’incendie pour les batteries EV 2024-2034 : marchés, tendances et prévisions », prédit la part de marché et la croissance de diverses catégories de matériaux, y compris les feuilles de céramique, les feuilles de mica, les mousses d’encapsulation, les aérogels, les revêtements (ignifuges et intumescents), les matériaux à changement de phase, etc. Le rapport tient compte des réglementations à venir et des changements dans la conception des batteries, tels que le format des cellules, le cell-to-pack, etc., afin de déterminer les prévisions de volume et de valeur dans les catégories de véhicules routiers, y compris les voitures, les fourgonnettes, les camions, les bus, les 2 roues, les 3 roues et les microvoitures.

Pour en savoir plus sur ce rapport, y compris sur des exemples de pages téléchargeables, veuillez consulter www.IDTechEx.com/FPM.

Pour consulter le portefeuille complet d’études de marché sur les véhicules électriques d’IDTechEx, veuillez consulter www.IDTechEx.com/Research/EV.

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