Les acheteurs de véhicules électriques n'attendent pas la batterie à électrolyte solide du futur

Les acteurs du secteur automobile ont annoncé que la batterie à électrolyte solide pour véhicules électriques du futur était imminente, mais de nombreux conducteurs n’attendent pas de la voir arriver. Pourtant, les batteries à électrolyte solide offrent une recharge plus rapide et une plus grande autonomie, ce qui en fait un élément essentiel du paysage de la mobilité du futur.

La batterie des véhicules électriques d’aujourd’hui est suffisamment bonne
Les batteries des véhicules électriques actuels sont parfaitement adaptées aux besoins quotidiens de la plupart des conducteurs. Les habitudes de conduite varient selon l'âge et le lieu, mais une analyse récente du cabinet « Recurrent » place la moyenne quotidienne à moins de 72 km, ce qui est bien dans la plage de fonctionnement d'une batterie de véhicule électrique classique.

Cela se reflète dans les chiffres de ventes de véhicules électriques aux États-Unis. Bien que moins robustes que leurs homologues en Europe et en Asie, les ventes de véhicules électriques aux États-Unis se rapprochent du cap des 10 % de parts de marché.

L'un des principaux arguments de vente est l'état actuel de la technologie des batteries de véhicules électriques, ainsi que la disponibilité de la recharge à domicile. Les conducteurs disposant d'une borne de recharge à domicile peuvent recharger leur véhicule pendant la nuit dans le confort de leur propre maison, avec la certitude que leur batterie leur permettra de tenir toute la journée suivante et même plus.

Alors que des millions de ménages ne disposent pas de garage, des millions d’autres en ont. Ford Motor Company, par exemple, promeut la recharge de véhicules électriques à domicile pour attirer davantage d’acheteurs vers la mobilité zéro émission, avec ou sans batterie à électrolyte solide.

Mais la batterie des véhicules électriques du futur doit être améliorée
Cependant, avec des millions de véhicules électriques supplémentaires attendus sur les routes américaines, davantage de conducteurs auront besoin d’accéder à des bornes de recharge publiques. Des batteries à recharge plus rapide et à plus grande autonomie seront nécessaires pour aider à réduire la congestion des bornes de recharge pour ces conducteurs.

Le ministère américain de l'Énergie a chargé le National Renewable Energy Laboratory de fournir quelques chiffres sur la situation de la recharge des véhicules électriques, et le NREL estime que 33 millions de véhicules électriques seront sur la route d'ici 2030, avec 28 millions de ports de recharge nécessaires pour les prendre en charge.

Bien que le NREL prévoie que 92 % de ces ports seront des chargeurs de niveau 1 ou 2 situés dans des maisons unifamiliales, il reste encore 2,1 millions de chargeurs de niveau 2 nécessaires dans les espaces publics et semi-publics, y compris les logements multifamiliaux et les lieux de travail ainsi que dans les lieux de vente au détail tels que les magasins, les restaurants et les hôtels. « Les estimations montrent que 182 000 (~ 1 %) ports de recharge rapide CC seraient nécessaires dans les stations de recharge publiques, principalement pour aider les personnes n'ayant pas accès à un stationnement régulier hors rue, ainsi que pour les déplacements longue distance », explique le NREL.

Le point essentiel est que le NREL s’attend à ce que les stations de recharge publiques prennent en charge une part petite mais significative du paysage de recharge des véhicules électriques. Rendre ces stations aussi facilement accessibles et pratiques qu’une borne de recharge à domicile est le défi, et c’est là qu’intervient la technologie des batteries à électrolyte solide pour véhicules électriques.

La batterie à électrolyte semi-solide du futur est désormais disponible
Les batteries 100 % à électrolyte solide devraient arriver sur le marché vers 2030. Entre-temps, les innovateurs en matière de batteries ont introduit une technologie semi-solide pour accélérer les temps de recharge.

Cela concorde avec les dernières nouvelles du constructeur automobile chinois JMEV, une entreprise de véhicules 100 % électriques. La semaine dernière, l'entreprise s'est associée à Farasis Energy, un innovateur en matière de batteries pour véhicules électriques, pour développer une batterie 100 % solide.

« Cela comprend l'accélération de la recherche et du développement de technologies clés pour les batteries à l’état solide, la facilitation de la transformation et de la modernisation industrielles, et l'avancement du processus de maturité et de commercialisation de la technologie des batteries à l'état solide », ont expliqué les nouveaux partenaires dans un communiqué de presse.

« Les batteries à électrolyte solide sont considérées comme un avantage concurrentiel dans la technologie des véhicules à énergie nouvelle en raison de leur densité énergétique élevée, de leur recharge rapide, de leur longue durée de vie et de leur sécurité renforcée », soulignent-ils.

À moyen terme, le partenariat avec JMEV s'appuiera sur la gamme actuelle de batteries semi-solides produites en série de Farasis. Farasis a d'ailleurs laissé entendre qu'elle prévoyait ouvrir une usine de batteries aux États-Unis.

L'objectif à long terme correspond étroitement à l'horizon 2030. « Farasis Energy vise à achever la transition de la commercialisation des batteries semi-solides à celle des batteries solides dans les cinq prochaines années », ont déclaré les partenaires.

En attendant, la nouvelle batterie de type poche de Farasis sera intégrée à la nouvelle berline sportive « ELIGHT » de JMEV (photo ci-haut). Selon les partenaires, la batterie de type poche offre une capacité de recharge d'une autonomie de 400 kilomètres en 10 minutes, ce qui devrait satisfaire de nombreux conducteurs dans leurs activités quotidiennes.

Prochaines étapes pour des batteries 100 % solides pour véhicules électriques
Alors que le côté commercialisable du secteur des batteries solides pour véhicules électriques prend déjà forme, les chercheurs continuent de proposer de nouvelles formules qui peuvent améliorer les performances et fournir à la chaîne d'approvisionnement en batteries pour véhicules électriques une base plus diversifiée.

Une équipe de recherche de l'Université métropolitaine d'Osaka vient de franchir une nouvelle étape. Au lieu d'utiliser un matériau à base de céramique ou de verre pour remplacer les électrolytes liquides classiques, l'équipe d'Osaka a travaillé sur un composite solide à base de chlorure de tantale et de chlorure de sodium ( formule chimique NaTaCl 6 ) dans le but d'améliorer la conductivité à température ambiante.

« L'électrolyte solide découvert, présente également une stabilité électrochimique supérieure à celle des chlorures conventionnels et des propriétés mécaniques supérieures », a rapporté l'équipe.

« Les résultats de cette recherche devraient apporter une contribution significative au développement d’électrolytes solides composites, en plus des électrolytes solides en verre et en cristal qui ont été développés à ce jour », explique le professeur adjoint Kota Motohashi.
​
Plus près de chez nous, des chercheurs de l’Université McGill au Canada viennent de dévoiler une nouvelle batterie solide pour véhicules électriques à base de céramique aux performances améliorées. Au lieu de déployer une plaque dense pour leur électrolyte, l’équipe a créé une membrane poreuse et l’a remplie d’un matériau polymère. La porosité permet aux ions lithium de se déplacer autour de l’électrolyte sans rencontrer de résistance de la part des électrodes.


Clean Technica

Collaboration : Denis Perron