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Cellules de batterie entièrement solides : le géant de l’automobile Nissan pourrait les mettre sur le marché d’ici 2028

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Le 8 avril, Nissan a dévoilé un prototype d’usine de fabrication de cellules de batteries stratifiées entièrement solides. Cette batterie particulière est censée changer la donne et le constructeur japonais espère la commercialiser d’ici 2028.

Le nouveau site est situé dans la préfecture de Kanagawa, au sein du Nissan Research Center. Le géant japonais de l’automobile utilisera cette installation pour effectuer des recherches sur les matériaux, la conception et les processus de fabrication qui seront utilisés dans la production de prototypes de batteries entièrement solides. Par la suite, la société a l’intention de mettre en place une ligne de production pilote dans son usine de Yokohama au cours de l’exercice 2024.

Selon les rapports, compte tenu des avantages, Nissan prévoit d’utiliser des batteries entièrement solides dans un large éventail de segments de VE, y compris les camionnettes. Elles ont une densité énergétique environ deux fois supérieure à celle des batteries lithium-ion classiques, un temps de charge nettement plus court et peuvent être fabriquées avec des matériaux moins coûteux.

Batteries à semi-conducteurs

Le marché mondial des véhicules électriques (VE) a connu une croissance rapide au cours de la dernière décennie. En 2019, on comptait environ 7,2 millions de VE sur les routes du monde entier, et ce chiffre devrait atteindre près de 140 millions au cours de la prochaine décennie.

Les batteries lithium-ion (LIB) ont été une technologie clé dans le succès des VE parmi les différents types de batteries secondaires en raison de leurs densités d’énergie élevées et de leurs longues durées de vie. Toutefois, les technologies libérales actuelles sont coûteuses et leur capacité à fournir les performances nécessaires pour faire progresser le développement des VE est limitée.

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De nombreux universitaires et fabricants s’efforcent de produire des librairies avec des densités de puissance et d’énergie plus élevées afin d’atteindre des performances de VE comparables à celles des véhicules à moteur à combustion interne.

Cette volonté de créer des LIB plus efficaces et plus puissants a révélé certains problèmes de sécurité liés à ces techniques. Les densités d’énergie des batteries LIB sont accrues par le regroupement serré des électrodes et leur courte séparation, mais elles présentent également un risque d’explosion plus élevé.

Par conséquent, il est nécessaire de disposer de LIB sûres pour accélérer le déploiement des VE. En raison de sa grande volatilité et de son inflammabilité, l’électrolyte organique liquide (LE) est le composant d’une LIB le plus responsable de tout risque de combustion.

À cet égard, les batteries entièrement solides (ASSB), dans lesquelles des électrolytes solides (SE) sont utilisés en remplacement des électrolytes liquides (LE), sont de plus en plus considérées comme des systèmes de batterie de nouvelle génération très prometteurs. Ces batteries sont également considérées comme plus sûres et plus pratiques, car elles ont la possibilité de se charger en peu de temps.

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L’électrolyte solide, en revanche, pose son propre lot de difficultés. Il s’avère que l’interface entre l’électrode positive et l’électrolyte solide présente une résistance électrique élevée, dont la cause est inconnue. En outre, lorsque la surface de l’électrode est exposée à l’air, la résistance augmente, ce qui réduit la capacité et les performances de la batterie.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Taro Hitosugi de l’Institut de technologie de Tokyo, au Japon, et Shigeru Kobayashi, étudiant en doctorat à Tokyo Tech, pourrait avoir enfin résolu ce problème dans une étude récemment publiée.

L’équipe a fourni des informations précieuses sur la fabrication de batteries entièrement solides à haute performance en développant une stratégie pour rétablir la faible résistance de l’interface et en découvrant le mécanisme qui sous-tend cette réduction – ce qui signifie que cette batterie pourrait être révolutionnaire.

Cependant, on pense que les batteries entièrement solides ont le potentiel de réduire considérablement le coût des VE.

Nissan prévoit d’atteindre 75 dollars par kWh au cours de l’exercice 2028 et 65 dollars par kWh par la suite en utilisant des batteries entièrement solides. Cela mettrait les VE au même niveau que les automobiles à essence en termes de coût.

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