Pourquoi la batterie d’une voiture électrique se dégrade-t-elle ?

Les grandes batteries utilisées dans les véhicules électriques (VE) sont plus robustes que la batterie de votre ordinateur portable, mais elles se dégradent avec le temps comme toute autre batterie lithium-ion. Nous allons voir ici ce qui provoque la dégradation de la batterie d’un véhicule électrique et pourquoi.

Comment une batterie de VE se dégrade-t-elle avec le temps ?

Deux facteurs principaux influencent la vitesse à laquelle la batterie d’un VE se dégrade : l’âge de la batterie, l’utilisation et l’environnement. La deuxième catégorie comprend des éléments tels que la façon dont la voiture électrique est conduite, la façon dont la batterie est chargée, la façon dont le véhicule est entreposé et des facteurs environnementaux comme le climat.

COMMENT FONCTIONNE UN VÉHICULE ÉLECTRIQUE ?

Âge de la batterie

La première catégorie, la dégradation due à l’âge de la batterie, est inévitable – toutes les batteries lithium-ion perdent régulièrement de leur efficacité avec l’utilisation au fil du temps. C’est ce qu’on appelle le vieillissement calendaire, et c’est un processus très progressif. Il ne se produit pas non plus au même rythme d’une année sur l’autre.

Selon la start-up Recurrent, qui surveille les véhicules électriques d’occasion et fournit aux acheteurs des rapports à ce sujet, les batteries des VE connaissent leur plus forte baisse de capacité au début et à la fin de leur durée de vie utile. Il y a généralement une baisse rapide au début, qui se stabilise une fois la batterie stabilisée, puis une autre baisse après quelques années. Ces diminutions sont généralement faibles, entre 5 et 10 % de la capacité globale, même après des milliers de kilomètres.

Alors pourquoi cette dégradation se produit-elle ? En raison de la façon dont les batteries lithium-ion sont construites et fonctionnent. Les batteries des voitures électriques reposent sur des réactions chimiques pour générer les électrons qui alimentent le moteur de la voiture. Elles les génèrent en utilisant ce que l’on appelle un « matériau actif » pour déclencher la réaction. Dans les batteries Li-ion, ce matériau est le lithium.

Au fur et à mesure que la batterie est utilisée, une partie de ce lithium s’épuise de façon permanente. Lorsque cela se produit pendant une période suffisamment longue, on observe une diminution de la charge globale que la batterie peut contenir, car il n’y a plus assez de matière active pour générer la même quantité d’énergie. Ce type de dégradation est également appelé perte de capacité.

Facteurs environnementaux et d’utilisation

Il est prouvé que les facteurs environnementaux, en particulier la température, ont une incidence sur le fonctionnement de la batterie d’un VE. Par temps très froid, par exemple, le liquide contenu dans la batterie d’une voiture électrique devient plus visqueux, ce qui ralentit les réactions nécessaires à la production d’électricité. Cela signifie qu’il y a moins d’électricité disponible pour le moteur et que vous avez moins de puissance pour accélérer. Ce phénomène s’appelle, sans surprise, l’évanouissement de la puissance. Les VE sont construits avec des systèmes de régulation de la température pour éviter ce phénomène, mais en cas de conditions météorologiques extrêmes, le problème persistera dans une certaine mesure. La corrosion ou l’accumulation à l’intérieur de la batterie au fil du temps peut également entraîner une perte de puissance.

Et ce n’est pas seulement par temps froid. La chaleur dégrade temporairement la capacité et peut contribuer à accélérer la perte de capacité en général, mais la différence de perte de capacité entre les climats tempérés et chauds est faible pour les VE modernes. Comme le dit Cars.com :
« Selon les données de Geotab, après quatre ans, un VE dans un climat tempéré présente une dégradation de la batterie moins importante qu’un VE dans un climat chaud, mais la différence est inférieure à un quart de pour cent… Une comparaison d’un VE modèle 2015 sans gestion thermique active, la Nissan Leaf, avec un autre 2015 qui en est équipé, la Tesla Model S, pourrait être la plus utile : Geotab rapporte que le taux de dégénérescence moyen de la Leaf est de 4,2 % et celui de la Model S de 2,3 %. »

Le fait de dépendre fortement des stations de recharge rapide à courant continu (DCFC) dégrade également l’autonomie de la batterie d’un VE. Le constructeur automobile Kia attribue une perte de capacité de 10 % au cours de la durée de vie d’une batterie à une utilisation excessive du système DCFC. Le système DCFC impose une lourde charge au bloc-batterie afin d’acheminer toute cette puissance aussi rapidement, tout comme l’utilisation constante de la charge rapide sur votre téléphone portable réduira la durée de vie de la batterie. En effet, plus vous alimentez la batterie, plus les électrons et les ions sont déplacés avec force à l’intérieur des cellules de la batterie. Cela peut provoquer des micro-dommages et des contraintes supplémentaires sur les composants de la batterie, ce qui finit par en user la capacité si on le fait trop souvent.

La plupart des constructeurs de voitures électriques s’accordent à dire que la charge rapide doit être utilisée « avec parcimonie », mais à ce jour, il n’existe pas de définition précise de ce que signifie « avec parcimonie ». Une bonne règle à suivre est de charger rapidement aussi peu que possible, lorsque cela ne peut être évité ou lors de longs trajets, et de s’en tenir à une charge régulière de niveau 1 ou 2 la plupart du temps.

Faut-il s’inquiéter de la dégradation de la batterie ?

Tant que vous êtes conscient que la capacité de la batterie diminuera lentement au fil du temps, vous ne devriez pas avoir à vous soucier de la dégradation. Vous devrez cependant prévoir cette diminution à l’avance et en tenir compte dans vos calculs sur la distance que vous pourrez parcourir avec le véhicule quelques années plus tard. En ce qui concerne la panne totale, elle est très rare et généralement couverte par la garantie du fabricant.

Une certaine dégradation est inévitable, mais si vous prenez bien soin de la batterie, il y a de fortes chances qu’elle conserve une grande partie de son autonomie pendant toute la durée de vie du véhicule. Évitez de trop charger la batterie en DCFC. Préconditionnez la batterie à la chaleur ou au froid extrême avant de la charger. Laissez le véhicule branché sur un chargeur lorsque vous le pouvez pour économiser de l’énergie. Tenez compte du climat de votre lieu de résidence et de la façon dont il pourrait affecter la batterie avant d’acheter. Au fur et à mesure que la technologie s’améliore, bon nombre de ces contraintes relatives à la puissance et à la durée de vie de la batterie des VE pourraient s’atténuer ou disparaître complètement. C’est une bonne nouvelle, surtout si vous connaissez le coût de remplacement d’une batterie de VE.