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QuantumScape veut devenir la première entreprise à commercialiser une batterie solide équivalente à la batterie Li-ion pour les véhicules électriques.

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La société américaine QuantumScape, spécialisée dans la technologie des batteries, sera probablement la première entreprise au monde à introduire des batteries à l’état solide sur le marché des véhicules électriques (VE) au cours des deux prochaines années, car elle a affirmé que les gens pourront acheter une voiture électrique équipée de ses batteries dès 2024.

Selon la société, un véhicule utilisant ses batteries à l’état solide peut parcourir plus de 400 miles sur une seule charge avant de devoir être rechargé en 15 minutes. Grâce à ces spécifications, les VE à semi-conducteurs auraient un avantage considérable sur leurs rivaux qui utilisent des batteries lithium-ion, dont la charge complète prend deux à trois heures.

Par rapport aux batteries Li-on, les batteries entièrement solides (ASSB) promettent une durée de vie plus longue, des temps de charge plus rapides et une chimie plus sûre.

Toutefois, il ne sera pas simple de les produire à l’échelle nécessaire pour alimenter des millions d’automobiles. Ainsi, QuantumScape et d’autres entreprises spécialisées dans les batteries, comme Solid Power dans le Colorado et ProLogium Technology à Taïwan, ainsi que de grands constructeurs automobiles comme Nissan, se disputent les parts de marché.

Selon la société, les cellules de l’ASSB ont été chargées rapidement 400 fois d’affilée (de 10 % à 80 % en 15 minutes), et certaines d’entre elles ont subi près de 1 000 cycles totaux de décharge et de charge, alors que les cellules Li-on traditionnelles ou toute autre tentative à l’état solide n’ont pas atteint cette marque.

Les ASSB promettent d’avoir une densité énergétique bien plus élevée que les blocs d’alimentation Li-on actuels, ce qui signifie qu’ils produiront plus d’énergie par rapport à leur taille ou à leur poids.

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La densité énergétique moyenne des principales batteries lithium-ion est d’environ 600 wattheures par litre, mais QuantumScape prévoit que son ASSB atteindra 1 000 wattheures par litre. On pense que cela pourrait porter l’autonomie d’un VE typique à 375-400 miles.

Étant donné que les ions de lithium forment fréquemment des dendrites sur les anodes des batteries au lithium au cours de nombreux cycles de charge, créant des stalagtites hautement réactives qui peuvent entraîner une perte de puissance et même un incendie, QuantumScape développe ses batteries avec un électrolyte céramique dans le cadre de son processus de développement de batteries.

Bien que l’ASSB de QuantumScape ait besoin de lithium pour sa construction, l’entreprise affirme que les dendrites ne seront pas un problème.

De même, les fabricants de batteries devront trouver des solutions à certains facteurs difficiles. Selon les experts, la grande densité énergétique des batteries doit être utilisée en toute sécurité par les développeurs d’ASSB, compte tenu des cas d’explosion liés aux batteries Li-ion.

D’après les études, les ASSB seraient globalement plus sûres que les batteries Li-ion, mais leurs concepteurs sont conscients de certains dangers potentiels. Il est entendu que doubler la densité signifie que l’énergie serait trop élevée et que, pour cette raison, il serait extrêmement important de garantir la sécurité des ASSB.

Dans ce cas, la conception actuelle sans anode de QuantumScape ne permet pas d’éviter complètement ce problème. La société a toutefois déclaré qu’elle devait encore procéder à des tests, mais elle s’attend à ce que ses ASSB soient plus sûres que les Li-ion.

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Toutefois, l’entreprise américaine a déclaré que ses premiers prototypes de cellules pourraient être envoyés à Volkswagen, son principal actionnaire, dès cette année.

Elle a également l’intention de construire une ligne de préproduction d’ici la fin de 2023 et de fournir des ASSB à Volkswagen pour qu’ils soient intégrés dans un véhicule d’essai prévu pour 2024 ou 2025. D’ici là, QuantumScape espère que des batteries à l’état solide sortiront de sa première gigafactory.

La promesse révolutionnaire des VE alimentés par des batteries à semi-conducteurs a incité les constructeurs automobiles à rejoindre la lutte aux côtés d’entreprises comme QuantumScape.

Par exemple, l’année dernière, Toyota a annoncé un investissement de 13,6 milliards de dollars dans un programme de développement et de fabrication de batteries en interne qui comprendra également des batteries à l’état solide. Ils ont prédit cette année que leurs premiers véhicules électriques à batterie solide (SSBEV) seraient sur les routes en 2025.

Selon certains rapports, d’autres entreprises, comme Nissan, ont un objectif plus vaste, mais plus ambitieux, d’introduire des batteries à l’état solide. Depuis 10 ans, elle mène des recherches et développe la technologie des semi-conducteurs. La société affirme aujourd’hui qu’elle prévoit de commencer la production de masse de batteries d’ici 2028.

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