Les batteries à l'état solide ont le potentiel de rendre les véhicules électriques beaucoup plus abordables et pratiques, mais leur développement commercial est marqué par de nombreux exemples de fausses promesses qui feraient rougir la conduite entièrement autonome de Tesla. Il est donc difficile d'en parler, mais nous voyons quelques nouvelles prometteuses d'Imec, un géant de la R&D bien établi et basé en Belgique.
Dans le cadre de son projet SOLiDIFY, cette entreprise financée par l'UE et 13 partenaires ont fabriqué un prototype de batterie à l'état solide d'une densité énergétique de 1070 Wh/l, soit près de 25 pour cent de plus que la densité énergétique des meilleures cellules lithium-ion (800 Wh/l). En outre, elle utilise un procédé de fabrication qui fonctionne à température ambiante, qui peut être adapté aux lignes de produits actuelles de batteries lithium-ion et qui devrait coûter moins de 150 euros (environ 167 dollars US) par kWh, contre environ 140 dollars US/kWh pour les batteries actuelles. "Ce procédé est prometteur pour un transfert industriel abordable", écrit Imec dans un communiqué de presse.
La percée a été réalisée grâce à ce que l'on appelle une solidification liquide-solide. Cela signifie que l'électrolyte solide du prototype utilise un "liquide ionique polymérisé dopé" en une fine couche de 50 microns. L'électrolyte est flanqué d'une cathode composite haute performance d'un côté et d'une fine anode lithium-métal de l'autre, ce qui permet d'obtenir un empilement compact de cellules de batterie.
Le consortium a réussi à augmenter le temps de charge de la cellule à trois heures et sa durée de vie à 100 cycles, tout en relevant les défis de la résistance mécanique et de l'imprégnation de la cathode. L'utilisation de couches de protection de l'ordre du nanomètre a également permis de réduire l'utilisation du cobalt.
Les temps de charge et le nombre de cycles de charge doivent encore être améliorés (les batteries automobiles modernes au lithium-ion peuvent être rechargées 2000 fois, certaines même en bien moins d'une heure). En outre, la technologie doit encore être améliorée pour pouvoir être utilisée à l'échelle industrielle. Mais l'effort en vaut la peine, car les batteries à l'état solide pourraient finalement offrir une densité énergétique plus élevée, des temps de charge plus courts et une plus grande sécurité, le tout à un prix plus bas.
