La batterie demeure le principal point d'achoppement du véhicule électrique. Outre son coût et son poids, elle pèche par sa durée de vie. Le vieillissement lié aux cycles de charge et de décharge est connu. En revanche, on sait moins que son efficacité di minue même lorsqu'elle ne fournit pas d'énergie au véhicule : c'est le vieillissement calendaire. D'où l'intérêt de l'étude réalisée dans le cadre du réseau Simcal, regroupant le CEA, EDF, l'Ifpen, PSA, Renault et bien d'autres. Le but : analyser et prédire la perte de capacité des batteries au lithium-ion et au nickel-hydrure métallique (NiMH) lorsqu'elles ne sont pas utilisées. « Les batteries au lithium-ion vieillissent d'autant plus vite que la température de stockage est élevée, et que l'état de charge est haut, indique Arnaud Delaille, responsable de ce projet au CEA. Nous avons montré que, lorsque la température était inférieure à 25 °C et l'état de charge bas, les pertes de performance étaient inférieures à 1 % sur la durée du projet, soit quatre ans. À l'inverse, dans les pires conditions considérées, c'est-à-dire 60 °C sous le capot, les pertes peuvent atteindre 20 % en trois mois ! » Or, avec une telle réduction des performances, une batterie automobile est considérée comme en fin de vie. Du côté des batteries au NiMH, l'enjeu s'avère différent : elles perdent peu leurs capacités en vieillissant. En revanche, elles connaissent des taux d'autodécharge parfois élevés, un inconvénient pour les conducteurs irréguliers, qui risquent de voir leur voiture déchargée au moment où ils souhaitent l'utiliser. Et là aussi, lorsque les conditions se révèlent mauvaises, on peut arriver en moins de trois mois à un niveau de charge qui endommage la batterie. Les chercheurs se sont intéressés aux mécanismes de dégradation de la batterie. Ils ont découvert avec surprise que les électrodes ne s'abîmaient pas, même dans les conditions sévères. En revanche, ils ont observé la formation de « films de passivation », c'està-dire des couches fines constituées d'un mélange de solvant et de lithium, qui se créent à l'interface entre les électrodes et l'électrolyte. C'est ce film qui entrave les réactions chimiques dans la batterie, et donc dégrade ses performances. Heureusement, des pistes d'amélioration existent. « Nous pouvons jouer sur la gestion de la batterie, propose Arnaud Delaille, par exemple, avec un régulateur de la température ou un indicateur de l'état de charge. L'autre piste est de travailler sur les électrodes et l'électrolyte, et de trouver des matériaux pour lesquels ce phénomène de passivation est plus lent. Mais ce sont des travaux de longue haleine. Nous pouvons aussi imaginer des solutions pour rompre ce film de passivation. » Ces questions de vieillissement sont d'autant plus cruciales pour les constructeurs que, dans certains cas, c'est leur modèle économique qui peut être remis en cause. Ainsi, Renault prévoit de louer les batteries de ses véhicules électriques. Si celles-ci durent un an de plus ou de moins, la rentabilité est totalement différente. Le problème s'est déjà posé aux États-Unis : Nissan a subi un procès, parce que la durée de vie de ses batteries était inférieure à celle annoncée. Les études ont prouvé que cette usure prématurée était liée au vieillissement calendaire. Depuis, le constructeur a installé un système de protection, limitant notamment la charge à 80 % de la charge totale, sauf demande expresse du conducteur.