Batterie solide
Une batterie solide, également appelée batterie à électrolyte solide ou batterie tout solide désigne un type d'accumulateur électrique pour lequel l'électrolyte, placé entre l'anode et la cathode, est solide, sous forme d'une plaque de verre ou de gel[1] - [2] - [3].
Caractéristiques
Ce type d'accumulateur est vu comme un remplaçant des accumulateurs lithium-ion, en raison d'une densité énergétique supérieure, mais également d'une plage de température d'utilisation plus élevée : de −20 °C à plus de 100 °C contre de 15 °C à 35 °C, ainsi que d'un risque moindre d'embrasement ou d'explosion[1] - [4]. Par ailleurs, il devrait permettre de se passer de métaux coûteux comme le cobalt[5].
Une étude[6] de Transport & Environnement (2022) compare une batterie solide NMC-811, l’une des chimies les plus prometteuses, à la technologie lithium-ion actuelle. La batterie solide permettrait, selon cette analyse, de réduire l'empreinte carbone des batteries de 24 %. Dans le cas de matériaux sourcés de la manière la plus durable (lithium extrait de puits géothermiques, dont l'impact climatique est bien moindre que celui de l'extraction à partir de roches), cette réduction pourrait même atteindre 39 %. Elle peut requérir jusqu'à 35 % de lithium en plus, mais utilise beaucoup moins de graphite et de cobalt[7].
Utilisation
Les batteries solides sont présentes dans les pacemakers depuis les années 1970[8].
Une batterie solide permettrait d'augmenter fortement l'autonomie des véhicules électriques[9] ou d'abaisser le poids et le coût des véhicules en conservant le même rayon d’action grâce à leur capacité énergétique jusqu’à 3 fois plus élevée que celle des habituelles batteries lithium-ion ; elle éliminerait le risque d’auto-incendie, ne demanderait pas une gestion thermique compliquée, nécessiterait moins de précautions de manipulation, serait plus facile et moins chère à produire[10].
Par constructeur
Blue solutions
Le groupe Bolloré a développé les batteries LMP après plus de 20 années de recherche et développement. En 2001, le groupe Bolloré crée Blue Solutions[11], qui marque le lancement de l'activité de production de ces batteries. En 2016, est inaugurée, toujours en Bretagne, une nouvelle usine pour la construction du Bluebus 12 mètres. Bluetorino, un service italien d'autopartage 100 % électrique, est développé à Turin. Blue solutions développe en parallèle, des applications stationnaires comme le stockage d'énergie.
Dongfeng
Le constructeur automobile chinois Dongfeng Motor Corporation présente en janvier 2022 cinquante voitures électriques Aeolus E70 équipées de batteries solides, conçues en association avec Ganfeng Lithium. Elles serviront de véhicules de démonstration pour les batteries solides. Dongfeng a des coentreprises avec Nissan, Renault, Honda, et PSA[12].
Hydro-Québec
Hydro-Québec souhaite lancer la production dès 2022, en utilisant des minerais produits au Québec[13].
General Motors et Honda
Les entreprises General Motors et Honda annoncent en juin 2018 un partenariat pour la construction industrielle de batteries destinées à leurs futurs véhicules[14].
Toyota
Toyota vise à équiper ses véhicules de batteries solides d'ici à 2025, pour son vice-président Didier Leroy en 2017[15].
Saft
Saft annonce en février 2018 la création d'une alliance, comportant notamment Solvay, Manz AG (de) et Siemens pour développer ce type de batterie[16].
Volkswagen
Volkswagen annonce en juin 2018 qu'à partir de 2025, certains de ses véhicules électriques seront équipés de batteries solides[17].
Ford, BMW, Hyundai
Ford annonce en avril 2019 un investissement dans la start-up américaine Solid Power qui exploite les recherches sur les batteries à l'état solide de l’université du Colorado installée à Boulder. BMW et Hyundai figurent déjà sur la liste des entreprises qui soutiennent la startup[10].
ProLogium
Mercedes investit en janvier 2022 plusieurs dizaines de millions d'euros dans la société taïwanaise Prologium, fondée en 2006, une des sociétés pionnières des batteries à électrolyte solide. Le constructeur automobile vietnamien VinFast a investi un montant du même ordre en juillet 2022 dans Prologium, qui a également conclu des coopérations stratégiques avec les jeunes pousses chinoises Nio et Aiways. Prologium a lancé une ligne pilote de 40 MWh en 2017 à Taïwan et prévoit d'ouvrir une première ligne de production de masse de 3 GWh fin 2022 ou début 2023, également à Taïwan. Il compte ensuite construire deux gigafactories de 50 à 60 GWh chacune, l'une aux États-Unis et l'autre en Europe, qui commenceraient à produire mi-2026. Pour l'Europe, la France est envisagée, mais aussi l'Allemagne, le Royaume-Uni, la Pologne et les Pays-Bas[18].
La société taïwanaise ProLogium construit à Taïwan sa première usine dite de préproduction (0,5 GWh de capacité), qui doit démarrer au deuxième semestre 2023. Le 12 mai 2023, le président Emmanuel Macron annonce la construction à Dunkerque d'une usine de batteries « solides » par ProLogium, dont le démarrage est prévu en 2026. Représentant un investissement de 5,2 milliards d'euros, et 3000 emplois directs potentiels à horizon 2030, sa capacité de 48 GWh permettra d'équiper entre 500 000 et 700 000 voitures électriques. Les services de la Direction générale des entreprises (DGE) avaient identifié ProLogium dès 2017, et les autorités françaises, au sommet de l'État et en région, soutenues par la DGE et Business France, ont multiplié les contacts jusqu'à obtenir le choix de Dunkerque, plutôt que les États-Unis ou un autre pays européen, grâce à une subvention comprise entre 1 et 1,5 milliard d'euros. L'approvisionnement en électricité décarbonée, la main-d’œuvre qualifiée disponible et la proximité de plusieurs clients (Renault, Peugeot) ont aussi pesé dans ce choix[19].
Notes et références
- « La batterie à électrolyte solide : une révolution pour l’automobile », sur les numériques, (consulté le )
- Nabil Bourassi, « Bientôt, la révolution des batteries solides », sur La Tribune, (consulté le )
- Patrick Bernard, « Trois technologies de batterie qui pourraient revolutionner notre futur », sur saft batteries (consulté le )
- Yves Maroselli, « La batterie qui va révolutionner la voiture électrique », sur Le Point, (consulté le )
- Eric Gibory, « Mobilité électrique : des technologies d'avant-garde pour un avenir branché », sur Les Échos, (consulté le ).
- (en) Fédération européenne pour le transport et l'environnement, « Solid state batteries can further boost climate benefits of EVs – study », sur transportenvironment.org, (consulté le ).
- Voiture électrique : 39 % d’émissions en moins grâce aux batteries solides, automobile-propre.com, 21 juillet 2022.
- Adrienne Rey, « Les «solid state batteries» vont bientôt tout changer », sur korii.slate.fr, (consulté le ).
- Yoann NUSSBAUMER, « Une batterie solide pour faire 1000 km en voiture électrique », sur automobile propre, (consulté le )
- Ford investit dans les batteries à l’état solide de Solid Power, automobile-propre.com, 12 avril 2019.
- blue-solutions.com
- Voiture électrique : en Chine, la batterie solide est déjà une réalité, automobile-propre.com, 26 janvier 2022.
- CHARLES LECAVALIER, « Hydro-Québec veut se lancer dans la production de batteries », sur Journal de Québec, (consulté le )
- Audric Doche, « General Motors fait équipe avec Honda pour les batteries du futur », sur caradisiac, (consulté le )
- Félix Wong, « Toyota confirme la commercialisation de batterie solide pour voiture électrique d’ici 2025 », sur hybrid life, 35 octobre 2017 (consulté le )
- Léna Corot, « Saft forme une alliance pour développer une batterie lithium-ion solide », sur L'usine nouvelle, (consulté le )
- « VW : des électriques à batterie solide dès 2025 », sur auto plus, (consulté le )
- Batteries : le taïwanais ProLogium envisage la France pour sa gigafactory européenne, Les Échos, 12 juillet 2022.
- Batteries : l'incroyable opération séduction de la France pour attirer le taïwanais ProLogium, Les Échos, 12 mai 2023.