La découverte d'une batterie souple à semi-conducteurs permet d'augmenter la densité énergétique de 86 % et de parcourir 1 300 miles avec une charge

Les batteries à semi-conducteurs sortent progressivement de la phase de recherche pour entrer dans la phase des prototypes et de la production à faible volume de production de faible volume.

Un certain nombre de grandes entreprises comme CATL, Toyota, Samsung, BYDmercedes, et d'autres, ont fixé à 2027 le moment charnière où ils commercialiseront leurs premiers véhicules électriques de série dotés de véritables batteries à l'état solide.

Cela signifie un électrolyte solide, contrairement aux solutions hybrides à semi-conducteurs des voitures telles que la NIO ET7 dont l'électrolyte est composé à 95 % de solide et à 5 % de liquide. Les batteries à électrolyte solide annoncées jusqu'à présent offrent une densité énergétique d'environ 400 Wh/kg, avec un potentiel théorique de 500 Wh/kg. C'est plus du double de la densité des batteries LFP les plus populaires, qui équipent aussi bien les VE grand public que la populaire centrale électrique Anker Solix, actuellement disponible à plus de 50 % de réduction dans la liste Amazon Prime Big Deal.

En plus de doubler l'autonomie sur une charge dans le même encombrement, les batteries à l'état solide sont aussi intrinsèquement plus sûres, car elles contiennent des composants moins réactifs que les batteries à électrolyte liquide inflammable. Une véritable batterie à l'état solide est cependant assez coûteuse, car l'électrolyte doit être fusionné avec l'électrode sous une pression et une température élevées, ce qui affaiblit le contact entre les couches et diminue l'efficacité du transport du lithium-ion.

C'est pourquoi des chercheurs en métaux de l'Académie chinoise des sciences ont mis au point une solution révolutionnaire pour l'électrolyte des batteries à l'état solide.

Ils ont supprimé le "solide" de l'électrolyte solide en le basant sur un polymère flexible qui comporte des groupes éthoxy et de courtes chaînes actives de soufre conçues pour augmenter la conductivité des ions et fusionner avec la cathode à l'échelle moléculaire.

L'électrolyte polymère qui en résulte dans une cathode composite a non seulement augmenté la densité énergétique de la cellule à semi-conducteurs de 86 % en raison de la diminution de la résistance de transfert, mais il peut également se plier. En fait, le système de batterie souple à l'état solide peut résister à 20 000 mouvements de flexion, améliorant ainsi sa résistance aux chocs et son profil de sécurité par rapport aux batteries à l'état solide au sulfure conventionnelles, comme celles que Samsung ou Toyota se préparent à commercialiser en 2027.

Une telle augmentation de la densité énergétique signifierait essentiellement que la Mercedes EQB doté d'une véritable batterie à l'état solide, qui fait actuellement l'objet d'essais d'autonomie, pourrait parcourir plus de 1 300 miles en une seule charge. De plus, une batterie à l'état solide dotée d'un électrolyte polymère flexible augmenterait la durée de vie et la sécurité des véhicules électriques si elle peut être produite à une échelle suffisante pour abaisser les coûts de fabrication à un niveau compétitif.