Les batteries à l’état solide s’approchent de la réalité pour les véhicules électriques du futur

La alternative la plus solide aux batteries au lithium-ion largement utilisées, avec les avantages d’une sécurité améliorée, d’une densité d’énergie plus élevée, d’une durée de vie plus longue et d’une charge plus rapide, est presque là.

Cette alternative prometteuse est constituée de batteries à l’état solide (SSB), qui remplacent les électrolytes liquides par des électrolytes solides, éliminant ainsi le risque d’incendie et permettant des conceptions plus compactes, ainsi que le support de davantage de cycles de charge avant dégradation.

Une récente étude¹ de l’Université de Californie a examiné la technologie et l’a jugée capable de transformer non seulement les voitures électriques, mais également les appareils électroniques grand public et le stockage d’énergie. La clé de tout cela réside dans la chimie et l’ingénierie.

“En supprimant le liquide et en utilisant des matériaux solides stables à la place, nous pouvons sans danger pousser plus d’électricité dans la batterie à la fois, sans les risques de surchauffe ou d’incendie.”

– Auteur principal Cengiz Ozkan, professeur de génie mécanique à UCR

Contrairement au liquide dans les batteries au lithium-ion traditionnelles, qui se dégradent avec le temps, présentent un risque d’incendie et limitent la vitesse de charge, le matériau solide utilisé dans les batteries à l’état solide offre un environnement plus stable et plus sûr, permettant une charge plus efficace avec moins de problèmes de sécurité.

Avec ses qualités supérieures par rapport aux batteries au lithium-ion actuelles, les SSB ont gagné beaucoup de traction parmi les entreprises, mais jusqu’à présent, la technologie reste au stade de développement. Pas pour longtemps, cependant.

Validation dans le monde réel : batteries à l’état solide dans les véhicules électriques (démonstration QS/VW)

Cette semaine, le développeur de batteries à l’état solide QuantumScape, ainsi que son partenaire commercial PowerCo, ont réalisé une démonstration en direct de ses batteries au lithium-métal à l’état solide à haute densité d’énergie alimentant un véhicule.

PowerCo est la division des batteries du groupe Volkswagen, l’un des principaux constructeurs automobiles au monde et le plus grand constructeur de voitures en Europe. VW est le propriétaire de marques telles qu’Audi, Bentley, CUPRA, Ducati, Lamborghini, Porsche, SEAT et Škoda. La société produit également des véhicules utilitaires légers et des véhicules utilitaires lourds comme MAN et Scania, tandis que CARIAD est l’unité de logiciels et de technologie pour tous les véhicules du groupe Volkswagen.

Le groupe VW et PowerCo ont été des investisseurs à long terme dans la technologie à l’état solide de QuantumScape et ont testé leurs cellules prototypes pendant des années.

Maintenant, pour la première fois, QuantumScape, PowerCo et le groupe Volkswagen ont présenté la nouvelle technologie à l’IAA Mobility à Munich, l’un des plus grands salons de la mobilité au monde.

En retirant la feuille noire du véhicule, ils ont révélé une motocyclette de course électrique Ducati V21L modifiée, qui est entièrement alimentée par des cellules solides à l’état solide QSE-5.

Les cellules à l’état solide dans la motocyclette ont été assemblées à l’aide de la plate-forme de fabrication propriétaire de QuantumScape (processus de production Cobra), qui permet un traitement thermique plus rapide, nécessite moins d’espace au sol et élimine certaines étapes de matériaux. Le système de batterie de type premier, quant à lui, a été conçu par des spécialistes d’Audi, spécifiquement pour les cellules SSB de QS.

La démonstration constitue une réalisation importante non seulement pour les entreprises impliquées, mais également pour le secteur des véhicules électriques (VE), car c’était la première fois que les cellules sans anode de QuantumScape passaient de l’usine de fabrication à un véhicule réel pour que le monde entier puisse le voir.

“Aujourd’hui, nous avons franchi le seuil qui sépare la possibilité de la réalité.”

– Le PDG et président de QuantumScape, Dr Siva Sivaram

L’entreprise a souligné que son partenariat avec PowerCo la positionne pour mettre à l’échelle sa technologie innovante à une production de gigawatt-heure (GWh) et qu’ensemble, ils “aideront à faire entrer une nouvelle ère de transport électrifié”.

Selon l’ annonce officielle, la première démonstration en direct au monde de batteries au lithium-métal à l’état solide de QS alimentant un véhicule électrique représente une avancée significative dans la technologie des batteries et un grand pas vers la commercialisation des véhicules électriques à l’état solide.

Avec cette technologie, l’objectif est d’aider à faire progresser la révolution des véhicules électriques, que le PDG de PowerCo, Frank Blome, qualifie de “plus grande transformation que l’industrie automobile ait jamais connue”.

Les batteries à l’état solide redéfiniront ce qui est possible pour les véhicules haute performance et premium avec la démonstration qui n’est que le début, a-t-il ajouté.

Feuille de route de QuantumScape : du prototype à la production

Avec les batteries au lithium-ion traditionnelles qui atteignent les limites de leur densité d’énergie et de sécurité possibles à mesure que les appareils électroniques portables, les véhicules électriques et les réseaux d’énergie renouvelable deviennent plus répandus et exigeants, QuantumScape s’est tourné vers les batteries à l’état solide pour offrir une densité d’énergie plus élevée, une charge plus rapide et une sécurité améliorée pour soutenir la transition vers un avenir à faible teneur en carbone.

Il est actuellement en tête de la course mondiale de développement de batteries à l’état solide, prêt à apporter ses cellules à l’état solide complètes sur le marché des véhicules électriques à grande échelle dans un avenir proche.

La démonstration récente de sa technologie pour que le monde entier puisse la voir a en fait fait bondir le cours de l’action de la société d’un marché de 5 milliards de dollars. Au moment de la rédaction de cet article, QS est coté à 8,85 $, en hausse de 70,52 % sur l’année, bien qu’il soit encore loin de son plus haut historique (ATH) de 132,73 $ atteint fin 2020.