La croissance de la production de véhicules électriques stimule la demande de matériaux capables de prévenir ou de retarder la propagation de l'emballement thermique entre les cellules de la batterie lithium-ion et vers l'extérieur de celle-ci.
Les nouveaux matériaux atteindront près de 40 % du marché
Actuellement, les mousses d'encapsulation et les feuilles de mica représentent à elles seules plus de 80 % du marché des matériaux de protection incendie pour les batteries de véhicules électriques. Cependant, IDTechEx prévoit que leur part de marché combinée diminuera à mesure que les nouvelles technologies se généraliseront. Selon leurs estimations, les matériaux émergents atteindront une part de marché de près de 40 % d'ici 2037, grâce à leurs avantages en matière d'isolation thermique, de réduction de poids et d'intégration fonctionnelle.
Le cabinet de conseil souligne qu'aucune solution n'est parfaitement efficace en toutes circonstances. Le choix dépend de facteurs tels que la conception de la batterie, le format des cellules et les exigences de sécurité.
polymères intumescents pour réduire les composants
Les polymères intumescents suscitent un intérêt croissant en tant qu'alternative aux matériaux traditionnels. Ces composés se dilatent sous l'effet de la chaleur et forment une barrière isolante qui contribue à limiter la propagation du feu et de la chaleur. Leur principal avantage réside dans leur capacité à combiner plusieurs fonctions au sein d'un seul composant. Par exemple, un support de cellule ou un séparateur en polymère intumescent peut remplacer plusieurs matériaux actuellement utilisés pour offrir une protection équivalente.
IDTechEx prévoit également une augmentation de l'utilisation des revêtements ignifuges, notamment dans les applications nécessitant des couches minces et légères.
Aérogels pour l'isolation thermique légère
Les aérogels représentent une autre technologie à fort potentiel de croissance, tant pour la protection intercellulaire que pour l'isolation de l'ensemble de la batterie. Ces matériaux allient faible densité et conductivité thermique réduite, avec des valeurs inférieures à 0,05 W/m·K, selon les données recueillies par IDTechEx. Ces propriétés permettent de limiter les transferts de chaleur sans alourdir excessivement le système, un facteur important pour l'autonomie et l'efficacité des véhicules électriques. Le cabinet de conseil prévoit que les aérogels atteindront une part de marché significative, malgré la quantité relativement faible de matériau nécessaire.
Mousses et matériaux à changement de phase
Les mousses, les encapsulants et les matériaux à changement de phase (MCP) sont principalement utilisés dans les systèmes de batteries à cellules cylindriques. IDTechEx souligne que l'utilisation de mousses protectrices dans les batteries Tesla a contribué à leur adoption croissante par l'industrie. Parmi ces solutions, le cabinet de conseil considère que les mousses offrent une combinaison particulièrement intéressante d'isolation thermique et de légèreté.
Parallèlement, les encapsulants et les matériaux à changement de phase (MCP) continueront d'être utilisés dans les systèmes de batteries de plus petite taille, notamment lorsque la gestion thermique active n'est pas employée, même s'ils ne représentent qu'un segment plus restreint du marché.
La croissance est tirée par la production de véhicules électriques
IDTechEx établit un lien entre l'évolution du marché des matériaux ignifuges et la croissance de la production de véhicules électriques, ainsi que la nécessité d'améliorer la sécurité des batteries. Le cabinet de conseil souligne que les ventes mensuelles de véhicules électriques en Europe ont progressé de 40 % entre février et avril 2016, dans un contexte de prix élevés du pétrole. Avec l'augmentation de la production et la diversification des formats de cellules, le besoin de solutions spécifiques pour prévenir ou limiter la propagation des incidents thermiques va s'accroître.
