Le monde du stockage d’énergie et de la mobilité électrique est sur le point de subir une transformation. Plus précisément, le développement de la batterie solide pourrait causer un bouleversement majeur. Un certain nombre d’entreprises telles que BMW, Ford et Toyota travaillent sur cette technologie. Cette dernière société souhaite d’ailleurs commencer prochainement la production de masse. Mais quel sera l’impact sur le monde ?
Qu’est-ce qu’une batterie à semi-conducteurs à l’état solide ? C’est un type de batterie qui utilise des matériaux solides pour les électrodes et les électrolytes, contrairement aux électrolytes liquides des batteries lithium-ion. Cela permet d’améliorer la sécurité et d’augmenter la densité énergétique. Elles ont également le potentiel d’avoir une durée de vie plus longue et de se charger plus rapidement. Cependant, bien que la technologie soit prometteuse, un certain nombre de problèmes doivent encore être résolus avant que les batteries à l’état solide ne soient prêtes pour le marché commercial.
Les avantages
Sécurité : les batteries à l’état solide offrent une meilleure sécurité grâce à l’utilisation d’électrolytes solides au lieu de liquides, ce qui réduit le risque de fuite et de combustion thermique. Dans les batteries lithium-ion, les fuites ou les courts-circuits internes peuvent entraîner une surchauffe, un incendie, voire des explosions. Les batteries à l’état solide, du fait de l’absence de liquides, minimisent considérablement ces risques, ce qui les rend plus attrayantes pour les applications critiques en matière de sécurité, telles que les véhicules électriques et l’électronique portable.
Densité énergétique plus élevée : le passage à des électrolytes solides permet aux batteries à l’état solide d’atteindre une densité énergétique plus élevée par rapport aux batteries lithium-ion classiques. Cela signifie qu’elles peuvent stocker plus d’énergie par rapport à leur taille, ce qui se traduit par une plus grande autonomie pour les véhicules électriques et une plus longue durée de vie pour les appareils tels que les smartphones ou les ordinateurs portables. Toyota, qui affirme vouloir lancer une batterie à semi-conducteurs d’ici quatre à cinq ans, estime que les voitures qui en seront équipées auront une autonomie d’environ 1.200 kilomètres.
Durée de vie : grâce à l’utilisation d’électrolytes solides, les futures batteries à semi-conducteurs devraient avoir une durée de vie plus longue que les batteries lithium-ion. Par conséquent, les futures générations de voitures électriques et d’appareils électroniques grand public dureront beaucoup plus longtemps. Paradoxalement, c’est encore l’un des plus gros problèmes des batteries expérimentales à l’état solide. Les versions actuelles peuvent être rechargées tout au plus quelques centaines de fois, ce qui est bien moins que les batteries au lithium-ion. Cependant, les batteries solides ont le potentiel de résister à des milliers de cycles de charge sans perdre beaucoup de capacité.
Chargement plus rapide : Les batteries à semi-conducteurs promettent des temps de charge plus rapides que les batteries lithium-ion traditionnelles. Ainsi, les véhicules électriques et les appareils portables pourraient être rechargés en quelques minutes seulement. Bien que la conduite électrique devienne de plus en plus populaire, le long temps de charge des voitures électriques reste un obstacle majeur pour les consommateurs. Si une voiture peut se recharger en seulement cinq à dix minutes, l’adoption des voitures électriques prendra de l’ampleur.
Des défis à relever
À noter : bien que les batteries à semi-conducteurs soient très prometteuses, il reste encore des défis à relever pour qu’elles soient commercialement attrayantes. La mise au point des batteries à semi-conducteurs est techniquement très complexe. Les électrodes des versions actuelles se dilatent et se contractent pendant la charge. Par conséquent, elles finissent par se détacher de l’électrolyte. Les batteries deviennent alors inutilisables. De plus, le processus de production est encore aujourd’hui extrêmement coûteux. Pour fabriquer une batterie à l’état solide, les fabricants doivent débourser de 4 à 25 fois plus d’argent que pour produire une cellule lithium-ion. Pour réduire les coûts, l’industrie devra donc se développer considérablement.
Toutefois, ces défis n’empêchent pas les batteries à l’état solide d’être une technologie potentiellement révolutionnaire. À mesure que la technologie se développe et que les processus de production sont optimisés, elles sont susceptibles de jouer un rôle croissant dans le stockage de l’énergie et les véhicules électriques.
(JM)
