BMW et Ford parient sur les batteries à semi-conducteurs Solid Power pour leurs voitures électriques: comment elles fonctionnent et ce qui les rend si attrayantes

L’aventure de Solid Power vient de loin. Cette société américaine a lancé son projet de développement de batteries à semi-conducteurs en 2012, et depuis, elle semble n’avoir rien fait de mal. En 2018, il a signé une alliance avec BMW pour produire les batteries que la marque allemande utilisera dans ses futures voitures électriques, mais ce ne sont pas les seuls renforts dont elle dispose.

Un an plus tard, en 2019, Ford s’intéressait également aux innovations introduites par Solid Power dans le réglage de batteries à électrolyte solide. La poussée de ces deux géants de l’automobile lui a donné la force financière dont il avait besoin pour planifier la production à grande échelle de sa technologie, une stratégie qui a été consolidée il y a quelques jours à peine après une nouvelle injection de capital.

Et c’est que BMW et Ford ont annoncé avoir fait un investissement conjoint supplémentaire dans la société de batteries de 130 millions de dollars. Le tour d’investissement auquel elles ont participé confère à ces deux marques la même participation dans Solid Power, qui bénéficie également du soutien financier de Hyundai, Samsung et Volta Energy.

L’intérêt des constructeurs automobiles pour les batteries à semi-conducteurs montre clairement que l’avenir de la voiture électrique est lié à cette technologie. En fait, d’autres constructeurs automobiles ont pris des mesures similaires à celles faites par BMW et Ford. L’investissement de Volkswagen dans QuantumScape, un Commencez qui produit également des batteries à semi-conducteurs, ne laisse aucun doute sur le rôle important qu’elles joueront dans la consolidation de la voiture électrique.

Batteries à semi-conducteurs – Comment fonctionnent-elles et en quoi elles diffèrent des batteries au lithium-ion

Les batteries au lithium-ion et les batteries à semi-conducteurs ont de nombreux points communs. En fait, ce dernier ils sont une évolution du premier, qui utilisent une technologie qui nous laisse à peine la marge de manœuvre pour continuer à développer ses fonctionnalités. Chacune des cellules des batteries lithium-ion est composée de deux électrodes métalliques ou composites qui sont immergées dans un liquide conducteur.

Ce dernier composant est l’électrolyte, et il utilise généralement un sel de lithium qui contient les ions nécessaires pour favoriser réaction chimique réversible qui a lieu entre la cathode et l’anode, qui sont les électrodes. Les batteries à semi-conducteurs utilisent le même principe de fonctionnement que les batteries lithium-ion, mais utilisent un électrolyte solide au lieu d’un liquide.

Certaines équipes de recherche travaillent sur cette technologie de batterie depuis plusieurs décennies et ont proposé des électrolytes de céramiques, de verre ou de nanofils d’or et de manganèse, entre autres matériaux exotiques, mais jusqu’à très récemment personne n’avait réussi car, entre autres défis, les batteries résultantes ils doivent être très stables et ne pas courir le risque de prendre feu.

Bien entendu, Solid Power n’a pas divulgué les détails de la technologie qu’elle a développée pour produire ses batteries à semi-conducteurs car ces informations font partie de votre propriété intellectuelle. Pourtant, nous avons des indices intéressants qui reflètent d’une manière ou d’une autre d’où vient l’intérêt de BMW et Ford pour cette entreprise.

Ce que nous savons jusqu’à présent, c’est que l’anode des batteries à semi-conducteurs de Solid Power est du lithium, et non du graphite, qui est le matériau couramment utilisé dans les batteries lithium-ion. De l’électrolyte solide que cette société a développé, véritable cœur de sa technologie, on sait seulement qu’il utilise un composé inorganique hautement conducteur. Bien sûr, ce que toutes les entreprises impliquées dans le développement de ces batteries ont fait connaître, c’est ses caractéristiques prometteuses.

Voilà comment l’électrolyte solide fait la différence

L’accord que BMW et Ford ont signé avec Solid Power stipule que ces deux constructeurs automobiles recevront des cellules de 100 Ah qui feront partie de leurs véhicules électriques. à partir de 2022. Actuellement, ce producteur de batteries fabrique déjà des unités de 20 Ah dans une ligne pilote et, selon ses porte-parole, les résultats obtenus sont très satisfaisants. Il ne fait aucun doute que c’est là que réside l’intérêt de BMW et de Ford.

Ce sont les caractéristiques qui ont placé des batteries à électrolyte solide À l’honneur de la plupart des constructeurs automobiles qui préparent déjà leur prochaine génération de voitures électriques:

• Sa densité énergétique est nettement supérieure à celle offerte par les batteries lithium-ion. Ceux à l’état solide toucher 500 Wh / kg, tandis que ceux des ions lithium sont inférieurs à 300 Wh / kg.
• L’augmentation de la densité énergétique devrait avoir un impact direct sur l’autonomie des véhicules électriques, qui sera retardée entre 20 et 50%.
• La charge de la batterie sera jusqu’à six fois plus viteAinsi, en seulement 15 minutes, il sera possible d’amener une batterie complètement déchargée à 80% de la charge totale.
• Sa durée de vie ce sera plus long grâce à l’élimination de la perte de capacité causée par la dégradation de l’anode.
• Les batteries à semi-conducteurs doivent être plus stable et sécurisé que les batteries lithium-ion car les éléments d’espacement solides ne peuvent pas s’enflammer.
• Leur production ce sera moins cher et ils auront un impact moindre sur le prix final des voitures électriques.

Il ne fait aucun doute que cette série d’avantages par rapport aux batteries lithium-ion conventionnelles devrait contribuer à la consolidation de la voiture électrique, mais nous ne pouvons ignorer que le plus grand défi que les batteries à semi-conducteurs ont à relever est sa production à grande échelle.

Fabriquer volume de cellule dont les constructeurs automobiles ont besoin pour répondre à leurs besoins n’est pas facile car il s’agit d’une technologie totalement nouvelle qui, jusqu’à très récemment, n’avait pas quitté le laboratoire.

De plus, ces cellules doivent garantir des performances minimales, et leur cadence de production doit être soutenu au fil du temps. En tout cas, nul doute que BMW et Ford ne cousent pas sans fil, ce qui nous invite à voir les batteries à semi-conducteurs avec un optimisme prudent.