Batteries testées pour missions spatiales : Li-Ion, Li-S, solide, et plus
NASA, ESA et partenaires commerciaux qualifient les chimies de nouvelle génération pour les exigences extrêmes de l'espace : vide, radiations, −40 °C à +60 °C, durée de vie 10–15 ans, zéro maintenance.
1. Lithium-Ion (Li-Ion) — Standard actuel
- Utilisées sur ISS, rovers Mars, satellites (ex: Boeing 702SP, SpaceX Starlink).
- Améliorations en cours : anodes silicium, cathodes haute tension (4,5 V), séparateurs céramiques pour la sécurité.
2. Lithium-Soufre (Li-S) — Densité énergétique supérieure
- Théorique 2 600 Wh/kg vs ~250 Wh/kg pour Li-Ion.
- Cibles : HAPS (pseudo-satellites haute altitude), survie nuit lunaire, sondes espace lointain.
- Défis : navette polysulfure, durée de vie cycles faible (~100–200), gonflement volumique.
3. Batteries à état solide — Sécurité et densité
- Électrolyte solide (céramique, sulfure, polymère) remplace le liquide inflammable.
- Permet anode lithium métal → 500+ Wh/kg potentiel.
- Programme NASA SABERS ; prototypes Toyota, QuantumScape, Solid Power.
- Clé pour missions habitées (pas d'emballement thermique).
4. Piles à combustible régénératives (RFC) — Stockage + production
- Électrolyse de l'eau (solaire) → H₂ + O₂ stockés → recombinés en pile à combustible pour l'énergie.
- Énergie massique élevée (400–1 000 Wh/kg système), longue durée de vie, pas de dégradation par cyclage.
- Utilisées sur ISS (génération O₂), étudiées pour base lunaire, Mars.
5. Puissance radioisotopique (RTG) — Pas une batterie, mais même rôle
- Chaleur désintégration Pu-238 → thermoélectriques → ~100–300 We pendant décennies.
- Indispensable au-delà de Jupiter (solaire insuffisant). Nouveaux : eMMRTG, ASRG (Stirling).
Le profil de mission dicte le choix : Li-Ion pour orbite terrestre, Li-S/RFC pour stockage longue durée, RTG pour l'espace lointain.