Les batteries solides : voilà un sujet qui alimente bien des conversations. On dit cette technologie révolutionnaire ou en tout cas nettement plus avancée que l’actuelle lithium-ion. En réalité, bien peu connaissent véritablement les avantages et les inconvénients de ces futures batteries attendues autour de 2025, si tout va bien.
Jusqu’ici, le fonctionnement des batteries lithium-ion est connu et maîtrisé : les électrons qui se déplacent de l’anode (pôle positif) à la cathode (pôle négatif) voyagent via un électrolyte, c’est-à-dire une substance conductrice pour un courant électrique.
Le fait est que dans les batteries actuelles, l’électrolyte est liquide. Et c’est justement tout ce qui fait la différence : à l’avenir, l’électrolyte deviendrait solide avec tous les avantages de cela suppose en matière de densité énergétique, de rapidité de recharge, mais aussi de poids et même de sécurité. Un rêve ? Pas vraiment, car cette technologie est déjà mature. Elle est utilisée dans certains secteurs et notamment en médecine pour alimenter des stimulateurs cardiaques.
Les avantages de la batterie solide
Les batteries lithium-ion actuelles à électrolyte liquide sont sensibles à l’échauffement pendant les cycles de charge et de décharge, ce qui nécessite une gestion poussée du refroidissement.
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La batterie solide permet de contourner ce phénomène d’échauffement et donc d’augmenter la densité énergétique ainsi que la puissance du courant lors de la charge avec, à la clé, une réduction du temps d’attente.
Étant donné sa densité énergétique plus élevée, la batterie solide permet dès lors à encombrement et poids égal d’augmenter la densité au bénéficie de l’autonomie ou alors de réduire la masse et l’espace nécessaire pour le pack si le souhait est de conserver une autonomie similaire à celle de la batterie à électrolyte liquide. Bref, avec la batterie solide, on aurait même le choix des armes !
Les freins à la batterie solide
Si la technologie de la batterie solide est prometteuse, elle n’est pas sans problèmes non plus. En effet, les constructeurs et équipementiers peinent à aménager les conditions idéales de production en grande série, car il faut parvenir à créer un environnement propice à un électrolyte qui reste stable, chimiquement inerte et qui possède de bonnes propriétés conductrices.
En outre, la durée de vie des batteries solides est aujourd’hui encore hypothéquée, car au cours de leur utilisation, elles ont tendance à se dilater, ce qui peut provoquer des fissures et donc des pertes d’efficacité. Autre problème : l’électrolyte solide peut aussi provoquer des petites excroissances qui détériorent l’anode ce qui réduit considérablement aussi la durée de vie.
Enfin, les batteries solides sont aussi nettement plus chères à construire que les lithium-ion à électrolyte liquide. Selon plusieurs experts, elles seraient même 8 fois plus chères, ce qui risque naturellement de freiner leur diffusion.
Quelle échéance ?
Malgré les difficultés, les recherches menées sur les batteries solides continuent. Certains pensent que cela prendra encore plusieurs années tandis que d’autres la promettent pour 2025, comme Toyota qui travaille sur le sujet avec Panasonic. Une échéance que Hyundai et le groupe Stellantis associé au Chinois CATL entendent aussi observer ou à peu de choses près (2026).
Les annonces sont en tout cas nombreuses : Volkswagen qui travaille avec le spécialiste QuantumScape annonce un gain en densité énergétique de 30% et un temps de recharge de 0 à 80% en à peine 10 minutes. Ford et BMW se sont également associés autour de cette technologie et ils avancent une densité énergétique en progrès de 50% et, plus intéressant encore, une réduction des coûts de production de 40% d’ici le milieu de la décennie.
Évidemment, Tesla et Samsung travaillent aussi sur la batterie solide, mais curieusement (ou pas, Elon Musk pourtant habitué aux grands discours n’en parle pas. Un signe ?
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