Les promesses de la batterie tout solide pour la voiture électrique ?
La batterie solide est une évolution de la batterie lithium-ion dont l’électrolyte liquide est remplacé par un matériau solide qui peut prendre la forme d’un polymère ou de poudres inorganiques semblables à une sorte de céramique. Le passage à un électrolyte solide pourrait en théorie supprimer les inconvénients liés à l’utilisation d’un électrolyte liquide.
Les promesses de la batterie solide
L’électrolyte solide offre un « terrain de jeu » nouveau en chimie qui permet d’espérer des gains en densité d’énergie et de diminuer la dépendance en matières critiques telles que le cobalt. De plus, en se passant de l’électrolyte liquide inflammable, le design de la batterie devient plus simple et moins contraint par les exigences actuelles de sécurité.
Les batteries conventionnelles sont limitées en températures à 60°C : un autre enjeu de la batterie tout solide est de repousser cette restriction de température afin de simplifier le système de refroidissement, qui fait partie des contraintes pour l’accélération de la vitesse de recharge. Il faut donc voir les promesses de la batterie tout solide à 2 niveaux : celui de la chimie et celui du système complet, qui devrait être plus simple, plus léger et donc moins cher.
Les promesses de la batterie tout solide se révèlent cependant difficiles à concrétiser. Il faut en effet réussir à concevoir un électrolyte qui soit à la fois très stable et très conducteur, pour assurer la bonne circulation des ions lithium d’une électrode à l’autre de la batterie, mais aussi développer de nouvelles méthodes pour fabriquer des batteries adaptées à ces nouveaux matériaux.
La batterie du futur ?
Dans le monde entier, des laboratoires de recherche travaillent donc à l’élaboration de nouveaux composés destinés à la fois aux électrodes et à l’électrolyte des futures batteries solides. Au-delà de la recherche sur les matériaux, les expérimentations portent sur l’élaboration de cellules aux performances plus élevées (notamment la densité d’énergie, le temps de charge et la durabilité), mais aussi sur l’amélioration du process de fabrication en vue d’une production à plus grande échelle.
Parmi les nombreux acteurs engagés dans les travaux autour de la batterie solide, la startup américaine Ionic Materials a déjà réussi à développer un polymère capable de conduire les ions lithium à température ambiante, ce qui constitue une brique technologique de batterie tout solide dont les performances se révèlent prometteuses. L’Alliance Renault-Nissan-Mitsubishi a investi dans cette startup en 2018 pour accélérer le développement industriel de ses solutions.
La batterie solide pourrait à terme trouver des débouchés dans le monde automobile , mais aussi dans le stockage stationnaire de l’énergie, qui constitue aujourd’hui l’une des pistes de seconde vie des batteries électriques avant la phase du recyclage.
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