Depuis l’avènement des voitures électriques, l’industrie automobile est en quête d’une nouvelle percée technologique : les batteries dites “solides”. Les grands constructeurs automobiles se bousculent pour investir dans cette technologie prometteuse, bien que l’électrolyte solide ne soit pas encore prêt à conquérir les marchés.
Les constructeurs automobiles prennent position
Des partenariats stratégiques et des investissements significatifs ont été annoncés par de nombreux industriels. Volkswagen a investi 300 millions de dollars dans la société californienne QuantumScape, soutenue également par Bill Gates. De leur côté, Ford et BMW ont investi 135 millions de dollars dans Solid Power, une entreprise qui a vu le jour grâce à un projet de recherche de l’université du Colorado.
Des exemples similaires abondent. La start-up Factorial Energy a accueilli à son conseil d’administration des personnalités de l’industrie automobile telles que Dieter Zetsche (ancien PDG de Daimler-Mercedes) et Mark Fields (ancien PDG de Ford). Elle a également levé 200 millions de dollars lors d’un tour de table mené par Stellantis et Mercedes-Benz.
Cette tendance se poursuit avec les partenariats entre les constructeurs et la licorne taïwanaise ProLogium. Ils comptent sur leur filiale dans les batteries Automotive Cells Company (ACC) pour développer des batteries “solides”. Selon Eric Kirstetter, associé chez Roland Berger, “Dans l’état actuel des connaissances, le ‘solid state’ est la technologie la plus prometteuse pour augmenter la densité énergétique des batteries et réduire les risques d’incendie.”
Des batteries plus performantes
Les batteries “solides” offrent de nombreux avantages par rapport aux batteries lithium-ion actuelles. En remplaçant l’électrolyte liquide par un matériau solide (céramique ou polymère), elles éliminent les risques d’incendie potentiels. De plus, la technologie “solid state” offre une stabilité accrue face aux variations de température, ce qui améliore la sécurité. Elle permet également de charger les batteries au moins deux fois plus rapidement.
Les recherches se concentrent non seulement sur le matériau de l’électrolyte, mais aussi sur la composition des électrodes. Philippe Biensan, directeur technique chez ACC, explique que “l’utilisation d’une anode en lithium métallique, par exemple, permet d’augmenter la densité énergétique et donc l’autonomie des batteries pour un volume équivalent”. QuantumScape, qui a opté pour cette configuration, estime que l’autonomie des véhicules électriques pourrait augmenter de 50 à 80 %. De son côté, ProLogium, qui mise sur un électrolyte en céramique, affirme que l’autonomie pourrait doubler.
Des obstacles à surmonter
Cependant, de nombreux obstacles subsistent. Outre le coût, il est nécessaire de trouver des matériaux suffisamment conducteurs pour l’électrolyte solide. De même, il est essentiel d’améliorer la conception des cellules afin de résister plus efficacement au vieillissement et d’éliminer les risques de court-circuit. La fabrication à grande échelle représente également un défi considérable.
Selon un industriel, “le premier qui parviendra à la production en série aura un avantage concurrentiel immense. Il s’agira d’une vraie rupture technologique.” La course pour développer cette technologie est donc lancée. Les fabricants traditionnels de batteries (SK Innovation, LG Chem, Panasonic, CATL) ainsi que les chercheurs, les chimistes et les universités s’efforcent tous de prendre les devants.
De nouvelles opportunités
Les batteries “solides” pourraient également trouver des applications dans d’autres secteurs. Leur niveau de sécurité élevé les rend adaptées aux véhicules volants, par exemple. Gilles Normand, de ProLogium, affirme avoir déjà des contacts avec des industriels intéressés par cette technologie.
Selon le Fraunhofer Institute de Munich, la capacité de production des batteries “solides” devrait atteindre entre 15 et 55 GWh d’ici 2030, et entre 40 et 120 GWh d’ici 2035. Cela représenterait entre 1 % et 2 % de la capacité totale des batteries lithium-ion à ces dates. La course à la technologie des batteries “solides” est donc davantage un marathon qu’un sprint.
En résumé, les batteries “solides” représentent la prochaine étape majeure de l’industrie automobile. Bien que de nombreux défis subsistent, les constructeurs automobiles et les chercheurs travaillent activement pour développer cette technologie révolutionnaire. La production en série de batteries “solides” offrira un avantage concurrentiel majeur à celui qui en sera capable. Il s’agit d’une véritable rupture technologique qui promet d’améliorer l’autonomie et la sécurité des véhicules électriques.
