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Ford mise sur les batteries à semi-conducteurs pour réduire les coûts d’électrification et rendre les véhicules électriques abordables

Ford a augmenté sa participation dans un fabricant de batteries à semi-conducteurs – une décision qui, selon son directeur des produits et des opérations, Hau Thai-Tang, renforcera les efforts de l’entreprise pour augmenter l’autonomie et réduire les coûts de sa prochaine génération de véhicules électriques. . Ford, avec BMW, a annoncé cette semaine son investissement dans une ronde de financement de 130 millions de dollars pour Solid Power, une entreprise de la région de Denver qui développe une technologie de batterie à semi-conducteurs au sulfure. Thai-Tang dit que la technologie devrait donner à Ford la flexibilité de réduire la taille des batteries pour réduire le coût de fabrication de certains véhicules ou de conserver la même taille de batterie et d’atteindre une plus grande distance dans d’autres modèles.

Les batteries à l’état solide, avec leur matériau conducteur ionique solide au lieu de l’électrolyte liquide que l’on trouve dans la plupart des batteries lithium-ion, peuvent stocker plus d’énergie. Cela élargit la gamme des véhicules à partir d’une batterie de même taille ou permet d’utiliser des batteries plus petites, qui sont généralement plus légères avec un risque d’incendie moindre.

Dans le même temps, il est plus difficile de tirer de l’énergie des batteries à semi-conducteurs que des batteries au lithium-ion, a déclaré Sam Abuelsamid, analyste chez Guidehouse Research. Mais la technologie est si prometteuse, a-t-il déclaré, que quelle que soit l’entreprise qui la perfectionne en premier, elle pourrait avoir un avantage concurrentiel.

Les batteries à semi-conducteurs peuvent être optimisées pour offrir une plus grande densité d'énergie (résultant en une gamme plus élevée) ou pour être plus abordables (avec moins de batteries incluses).  Image: Ford

Les batteries à semi-conducteurs peuvent être optimisées pour offrir une plus grande densité d’énergie (résultant en une gamme plus élevée) ou pour être plus abordables (avec moins de batteries incluses). Image: Ford

The Associated Press s’est entretenu récemment avec Thai-Tang de la nouvelle chimie et de ce que cela pourrait signifier pour accélérer l’adoption des véhicules électriques. L’interview a été modifiée pour plus de clarté et de longueur.
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Q: Pourquoi les batteries à semi-conducteurs sont-elles si importantes par rapport aux batteries lithium-ion désormais utilisées dans les véhicules électriques?
R: En raison de la promesse de niveaux beaucoup plus élevés de densité d’énergie. Pour les clients, cela signifie essentiellement qu’ils peuvent conduire plus loin avec une plus grande autonomie. Ainsi, à mesure que vous obtenez une meilleure énergie et une meilleure densité de puissance, les cellules deviennent plus petites. Cela permet aux véhicules de devenir plus légers pour la même autonomie, ainsi que de plus d’espace pour les personnes et leurs affaires plutôt que pour les batteries. Et puis, bien sûr, le coût. Être capable de réduire le coût par kilowattheure accélérera l’adoption des véhicules électriques à batterie.

Q. Quel est l’avantage sur les batteries lithium-ion maintenant?
R: Le plus important est de passer d’un électrolyte liquide à un électrolyte solide; cela vous donne une meilleure conductivité. C’est le catalyseur de la puissance et de l’énergie. Le défi a toujours été le suivant: pouvez-vous réellement le mettre à l’échelle là où le format de la cellule est suffisamment grand pour une utilisation automobile? Pouvez-vous alors le fabriquer à grande échelle pour atteindre les objectifs de coût?

Q: On a beaucoup parlé de pénuries potentielles de lithium, de cuivre, de nickel et d’autres métaux précieux. Le solide en utilise-t-il moins?
R: Cela dépend de la chimie. Pour la plupart des entreprises, la cathode est à peu près la même que celle du lithium-ion. Cela ne change pas vraiment. C’est vraiment l’anode et l’électrolyte. Parce que vous obtenez une conductivité plus élevée et une densité d’énergie plus élevée, donc pour la même puissance, la même plage et la même énergie, vous en utiliseriez moins. Cela en soi aidera, même si c’était la même chimie. Mais en fonction de l’entreprise avec laquelle vous vous associez, ils auraient des chimies différentes, ce qui réduirait la dépendance à des choses comme le cuivre et le cobalt, par exemple.

Q: Où en est Solid Power dans ce processus?
R: Nous pensons que Solid Power est parmi les leaders en raison de sa capacité à évoluer jusqu’à une cellule multicouche, jusqu’à 20 ampères-heure. C’est quelque chose que nous pouvons réellement utiliser dans une automobile. À partir de l’année prochaine, ils visent à nous donner, ainsi qu’à l’autre investisseur, BMW, une batterie de 100 ampères-heure. C’est à la taille que nous pouvons vraiment utiliser pour les applications automobiles. L’autre chose importante est que leur chimie peut être construite dans le même processus de fabrication que celui dans lequel nous investirions pour fabriquer des batteries lithium-ion. Cela nous permet donc de nous familiariser avec cette nouvelle technologie sans avoir à réinvestir dans tous ces biens d’équipement.

Q: Quel délai voyez-vous pour passer à l’état solide?
R: Nous pensons qu’il est réaliste de cibler d’ici la fin de cette décennie si nous continuons à faire les progrès que nous faisons.

Q: Jusqu’où le véhicule pourrait-il aller plus loin si vous perfectionnez l’état solide?
R: Vous pouvez soit maintenir l’autonomie actuelle et utiliser moins de batteries, soit donner aux clients une autonomie encore plus étendue dans l’emballage physique de cette taille de batterie. Nous constatons une amélioration d’environ 25 à 30% de la densité énergétique. Ainsi, nous pouvons littéralement donner tout cela à plus de portée. Ou nous pourrions dire que 300 miles est optimal, et nous réduirions simplement le nombre de batteries et réduirions les coûts. Et n’importe où entre ces deux serre-livres.

Q: Donc, dans le package actuel pour un SUV électrique Mustang Mach-E, disons environ 300 miles, vous seriez capable de parcourir environ 400 miles?
R: Oui, vous pouvez obtenir 25 à 30% supplémentaires.

Q: Cette annonce signifie-t-elle qu’il y aura un éventail beaucoup plus large de véhicules électriques à venir?
R: Ford peut mener la révolution électrique et accélérer la transition des moteurs à combustion interne pour réduire les coûts et améliorer l’autonomie pour nos clients, ce qui la rend plus sûre. Je pense que l’infrastructure de recharge est probablement l’autre élément qui serait la clé d’un taux d’adoption plus rapide.

Q: Avez-vous besoin de l’état solide pour atteindre la parité des coûts avec les moteurs à combustion interne?
R: Nous voyons d’autres possibilités de réduire le coût en dessous de 100 € le kilowatt grâce à des progrès supplémentaires dans la technologie lithium-ion. Pour passer à l’étape suivante en termes de coût, nous pensons qu’il faut passer à l’état solide.

Q: Combien de coûts par rapport à la chimie actuelle de la batterie pourriez-vous économiser si cela se concrétise?
R: Si vous obtenez une amélioration de 25 à 30% de la densité d’énergie et que vous pouvez la construire dans le même processus, vous vous attendez à voir ce niveau d’amélioration des coûts par rapport à la technologie de pointe actuelle.

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