QuantumScape: que nous promettent les batteries à semi-conducteurs avec lesquelles cette «  startup  » veut révolutionner la voiture électrique

Le soutien financier de QuantumScape est très solide. Bill Gates, Volkswagen et Continental font partie des investisseurs qui parient là-dessus Commencez Américain, reflétant que vous avez quelque chose d’assez juteux pour attirer leur attention. Et votre argent. Et oui, il semble l’avoir: une technologie de batterie qui promet de changer les règles de la voiture électrique.

Jagdeep Singh, le PDG de cette société, a récemment confirmé qu’elle entrerait en bourse au cours du dernier trimestre de cette année avec une évaluation initiale de 4,3 milliards de dollars, ce qui placerait QuantumScape comme le premier fabricant américain de batteries à réaliser cette opération au cours des dix dernières années et en totalité consolidation de voitures électriques.

Parmi d’autres particularités, les batteries à l’état solide utilisent un électrolyte solide, et non à l’état liquide ou gel, comme les batteries au lithium actuelles.

Dans tous les cas, le véritable moteur de cette entreprise, et la raison pour laquelle il vaut la peine d’y prêter attention, est votre technologie de batterie. Le lithium est toujours l’élément chimique central des batteries que vous proposez, mais, contrairement aux batteries lithium-ion que nous utilisons massivement aujourd’hui, il utilise un électrolyte à l’état solide, et non à l’état liquide. Un bateau peut ne pas sembler un gros problème de sitôt, mais ce changement libère d’énormes avantages qui, sur le papier, feront la différence sur le marché des batteries.

Batteries à semi-conducteurs: à quoi elles ressemblent et pourquoi, sur papier, elles sont si attrayantes

Les batteries au lithium-ion et les batteries à semi-conducteurs ont beaucoup en commun. En fait, ce dernier sont une évolution du premier, qui utilisent une technologie qui nous laisse à peine la possibilité de continuer à développer ses fonctionnalités. Nos collègues de Motorpasión expliquent en détail dans l’article que je lie ici comment ils fonctionnent, mais pour nous, il suffit de les connaître brièvement pour identifier ce qui leur permet d’aspirer à faire une différence.

Chacune des cellules des batteries lithium-ion est constituée de deux électrodes métalliques ou composites qui sont immergées dans un liquide conducteur. Ce dernier 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 en céramique, en verre ou dans d’autres matériaux.

Les batteries à l’état solide utilisent le même principe de fonctionnement que les batteries lithium-ion, mais, comme nous l’avons vu, elles utilisent un électrolyte solide au lieu d’un liquide. Certaines équipes de recherche travaillent sur cette technologie de batterie depuis des 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 présent personne n’a réussi car, entre autres défis, les batteries résultantes ils doivent être très stables et ne pas courir le risque de prendre feu.

Nous ne savons pas quels matériaux sont utilisés par QuantumScape dans les électrodes et l’électrolyte de ses cellules de batterie car, bien entendu, leur composition fait partie de la propriété intellectuelle de cette société. Ce que nous savons, c’est que Jagdeep Singh et ses collaborateurs affirment avoir développé des cellules à l’état solide avec performances bien supérieures auquel nous proposons les batteries lithium-ion les plus avancées dont nous disposons actuellement.

Voici les atouts que, selon QuantumScape, sa technologie de batterie possède:

• 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 les batteries lithium-ion sont inférieures à 300 Wh / kg
• L’augmentation de la densité énergétique devrait avoir un impact direct sur l’autonomie des véhicules électriques qui, selon QuantumScape, augmentera de 50%
• La charge de la batterie sera jusqu’à six fois plus vite. Selon ce Commencez 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 le lithium-ion car les éléments séparateurs solides ne peuvent pas s’enflammer
• Selon QuantumScape sa production ce sera moins cher et aura un impact moindre sur le prix final des voitures électriques

C’est le défi que QuantumScape a encore à relever

Volkswagen s’attend à ce que ses premières voitures électriques équipées des batteries à semi-conducteurs conçues par QuantumScape soient prêtes d’ici 2025. Cependant, pour que cela soit possible, les chercheurs de cette dernière société doivent encore mener à bien un défi que nous ne pouvons ignorer: la mise à l’échelle de votre technologie.

Et c’est qu’ils doivent transférer les innovations qui, selon eux, se sont avérées bien fonctionner dans les cellules à semi-conducteurs produites en laboratoire vers des batteries multicouches qui vont être massivement fabriquées et utilisées. dans un scénario d’utilisation réel. Et pendant ce processus, des complications peuvent survenir. Néanmoins, l’implication d’une entreprise aussi expérimentée dans le secteur automobile que Volkswagen nous encourage à garder une trace de ce que QuantumScape pourrait nous réserver à l’avenir.

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