Solid Power développe ses batteries à électrolytes, une technologie qui, selon elle, pourrait éventuellement battre le lithium-ion en termes de prix, de sécurité et d'autonomie.
Dans une quête pour construire des batteries pour véhicules électriques qui peuvent nous emmener plus loin en toute sécurité, la startup Solid Power travaille à fabriquer des batteries à électrolytes qui pourraient contenir plus d'énergie dans un plus petit espace.
La société a testé cette technologie, en mettant sur pied un projet pilote à grande échelle pour fabriquer des cellules de batterie qui remplacent le liquide utilisé dans les batteries lithium-ion. Les cellules que le projet pilote espère produire ont à peu près la taille d'un petit ordinateur portable, la même taille que celles qui seront éventuellement reliées entre elles pour alimenter les véhicules électriques. Cette technologie de batterie à électrolyte est encore loin d'être commercialisée. Solid Power prévoit produire suffisamment de matériel pour 800 000 voitures par an d'ici 2028, si cette approche s’avère efficace, les batteries pourraient accroitre considérablement les performances des véhicules électriques. Cependant, le PDG Doug Campbell a récemment déclaré que, Solid Power n’avait pas l’intention de fabriquer ni de vendre de batteries à l'avenir. Son objectif est de fournir l’électrolyte solide à d'autres fabricants de batteries. Les navettes d'électrolyte se chargent à l'intérieur d'une batterie pendant qu'elle charge ou libère de l'énergie. Dans les batteries lithium-ion qui alimentent les véhicules électriques aujourd'hui, l'électrolyte est liquide; Les batteries à électrolyte utilisent une couche solide d'électrolyte écrasée entre les autres couches de la batterie pour fournir la charge. L'approche ouvre de nouvelles options pour la chimie des batteries. En particulier, les produits chimiques à base de lithium métal et de silicium sont instables ou dangereux lorsqu'ils sont combinés avec une électrolyte liquide dans la cellule, mais pourraient être utilisés en théorie si un solide était remplacé à la place. Le résultat serait une batterie qui pourrait contenir plus d'énergie dans un espace plus petit, ce qui signifie que les voitures pourraient avoir une plus grande autonomie entre les recharges. Les batteries de Solid Power pourraient éventuellement améliorer la densité d'énergie des batteries lithium-ion d'environ la moitié, dit Campbell, de sorte qu'un véhicule parcourant 565 km avant de devoir être rechargé pourrait être en mesure d’atteindre une autonomie de 800 km. L'abandon du liquide faciliterait également la construction de cellules plus sûres, ajoute Campbell. Alors que les batteries lithium-ion ont été conçues avec des protections pour s'assurer qu'elles ne prennent pas feu ou n'explosent pas, l'élimination du liquide éliminerait à son tour le besoin d’ajouts coûteux. Les batteries, qui sont composées de plusieurs cellules combinées, pourraient être plus denses, car leurs contrôles de température internes et leurs systèmes de sécurité nécessiteraient moins d'espace. Le concept d'extraction d'électrolyte liquide des cellules de batterie n'est pas nouveau, déclare Lei Cheng, chimiste et chercheur en batterie dans la division des matériaux du Laboratoire national d'Argonne. Pendant des années, cependant, une grande partie de la recherche sur les batteries solides s'est concentrée sur l'utilisation de polymères organiques, comme l'oxyde de polyéthylène. Ces matériaux seraient moins dispendieux et plus faciles à fabriquer, mais jusqu'à présent, leurs performances sont insuffisantes. C'est pourquoi divers groupes de recherche et startups, comme QuantumScape , tentent de commercialiser des batteries solides qui utilisent des matériaux comme les sulfures et les oxydes, qui ont des conductivités plus élevées. Mais certaines questions subsistent quant à savoir si les entreprises fabricants d'électrolyte solide seront capables de les produire à grande échelle. Les matériaux inorganiques, comme les sulfures utilisés par Solid Power, peuvent être cassants et difficiles à déplacer pendant la fabrication lorsqu'ils sont produits en couches minces sur des lignes de production, explique Cheng. Une autre préoccupation concernant les batteries solides est leur capacité de résister à la dégradation au fil du temps, en particulier contre les dendrites, des structures en forme de racine que le lithium forme souvent dans les batteries et qui peuvent entraver leurs performances. Solid Power fait face à des défis majeurs en matière d'échelle de travail, déclare Jeff Chamberlain, PDG de Volta Energy Technologies, l'un des principaux investisseurs de l'entreprise. Mais Volta s'est intéressée à l'entreprise non seulement parce que la technologie est prometteuse, mais aussi parce que l'équipe réfléchit au passage à l'échelle depuis le début, explique Chamberlain. Comme il le dit, "la meilleure technologie est toujours celle que l’on peut fabriquer". La question est de savoir si les batteries à électrolyte trouveront leur place dans cette catégorie. par Casey Crownhart MIT technology Review
Contribution: André H. Martel
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