Les batteries à semi-conducteurs ont le potentiel de rendre les véhicules électriques beaucoup plus abordables et pratiques, mais leur développement commercial est souvent source de fausses promesses qui feraient rougir Tesla de ses ambitions de conduite entièrement autonome. Il est donc difficile d’en parler, mais nous avons des nouvelles prometteuses de la part d’Imec, un géant de la recherche et du développement bien établi basé en Belgique.
Dans le cadre de son projet SOLiDIFY, l’entreprise soutenue par l’UE et ses 13 partenaires ont fabriqué un prototype de batterie à l’état solide avec une densité énergétique de 1070 Wh/L, soit près de 25 % supérieure à celle des meilleures cellules lithium-ion (800 Wh/L). Mieux encore, il utilise un procédé de fabrication qui fonctionne à température ambiante, est adaptable aux gammes de produits de batteries lithium-ion actuelles et devrait coûter moins de 150 euros (environ 167 dollars) par kWh, contre environ 140 dollars/kWh pour les batteries actuelles. « Ce procédé est prometteur pour un transfert industriel abordable », a écrit l’Imec dans un communiqué de presse.
La percée a été réalisée grâce à ce que l’on appelle la solidification « liquide-solide ». Cela signifie que l’électrolyte solide du prototype utilise un « liquide ionique polymérisé dopé » dans une fine couche de 50 micromètres. L’électrolyte est flanqué d’une cathode composite haute capacité d’un côté et d’une fine anode en métal lithium de l’autre, ce qui donne lieu à un empilement compact de cellules de batterie.
Le consortium a pu augmenter la vitesse de charge de la cellule à trois heures et sa durée de vie à 100 cycles, surmontant ainsi les défis liés à la résistance mécanique et à l’imprégnation de la cathode. L’utilisation de cobalt a également été réduite grâce à l’application de revêtements protecteurs nanométriques.
Il est clair que les temps de charge et le nombre de cycles doivent être améliorés (les batteries lithium-ion modernes peuvent être chargées 2000 fois, et certaines en moins d’une heure). De plus, la technologie doit encore être perfectionnée pour être utilisable à l’échelle industrielle. Mais cela en vaut la peine, car les batteries à l’état solide pourraient à terme offrir une meilleure densité énergétique, des temps de charge plus courts et une meilleure sécurité, le tout à un prix inférieur.