Les batteries à état solide se rapprochent de la réalité pour les futurs véhicules électriques

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

Cette alternative prometteuse est batteries à 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 supportant davantage de cycles de charge avant la dégradation. 

Une récente étude¹ de l’Université de Californie a examiné la technologie et a constaté qu’elle était capable de transformer non seulement les voitures électriques mais aussi les appareils électroniques grand public et le stockage d’énergie. La clé de tout cela est la chimie et l’ingénierie.

« En éliminant le liquide et en utilisant à la place des matériaux solides stables, nous pouvons injecter en toute sécurité davantage d’électricité dans la batterie d’un coup, sans les risques de surchauffe ou d’incendie. »

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

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

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

Validation en conditions réelles : Batteries à état solide dans les VE (démo QS/VW)

Cette semaine, le développeur de batteries à état solide QuantumScape (QS ), avec son partenaire commercial PowerCo, a réalisé une démonstration en direct de ses batteries lithium-métal à haute densité énergétique alimentant un véhicule.

PowerCo est la branche batterie du groupe Volkswagen, l’un des principaux constructeurs automobiles mondiaux et le plus grand constructeur automobile d’Europe. VW possède des marques telles qu’Audi, Bentley, CUPRA, Ducati, Lamborghini, Porsche, SEAT et Škoda. La société fabrique également des véhicules utilitaires légers et des véhicules utilitaires lourds comme MAN et Scania, tandis que CARIAD est l’unité logicielle et technologique pour tous les véhicules du groupe Volkswagen. 

Le groupe VW et PowerCo sont des investisseurs à long terme dans la technologie à état solide de QuantumScape et testent leurs cellules prototypes depuis des années.

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

En retirant la bâche noire du véhicule, ils ont dévoilé une moto de course Ducati V21L entièrement électrique, qui est entièrement alimentée par des cellules à état solide QSE-5.

Les cellules à état solide de la moto ont été assemblées à l’aide de la plateforme 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 matérielles. Le système de batterie inédit, quant à lui, a été conçu par des spécialistes d’Audi, spécifiquement pour les cellules SSB de QS.

La démonstration représente une grande réussite non seulement pour les entreprises impliquées mais aussi 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 devant le monde.

« Aujourd’hui, nous avons franchi le seuil du possible au réel. »

– PDG et président de QuantumScape, Dr. Siva Sivaram

Il a noté que le partenariat de l’entreprise avec PowerCo place QuantumScape pour mettre à l’échelle sa technologie transformatrice jusqu’à la production en gigawattheure (GWh), et ensemble ils « contribueront à inaugurer une nouvelle ère de transport électrifié ».

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

Avec cette technologie, l’objectif est de faire progresser la révolution des VE, que le PDG de PowerCo, Frank Blome, décrit comme « la plus grande transformation que l’industrie automobile ait jamais connue ». 

Les SSB redéfiniront ce qui est possible pour les véhicules hautes performances et premium, la démonstration n’étant que le début, a-t-il ajouté.

Feuille de route de QuantumScape de la prototype à la production

Alors que les batteries lithium-ion traditionnelles atteignent les limites de leur densité énergétique et de leur sécurité possibles, alors 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 état solide pour offrir une plus grande densité énergétique, une charge plus rapide et une sécurité renforcée afin de soutenir la transition vers un avenir à faible émission de carbone.

Elle mène actuellement la course mondiale au développement des batteries à état solide, prête à introduire ses cellules à état solide pleinement développées sur le marché des VE à grande échelle dans un avenir proche.

La récente démonstration de sa technologie devant le monde a fait grimper le cours de l’action de la société cotée à 5 milliards de dollars. Au moment de la rédaction, QS se négocie à 8,85 $, en hausse de 70,52 % depuis le début de l’année, bien qu’elle soit encore loin de son plus haut historique (ATH) de 132,73 $ atteint fin 2020.