Les principaux développeurs de batteries solides pour véhicules électriques reçoivent des millions de dollars de fonds de recherche du gouvernement américain

Une technologie de batterie à l'état solide qui peut être utilisée dans le cadre des batteries ternaires traditionnelles au lithium-ion (Li-ion), l'invention de charge rapide de Solid Powerainsi que les recherches de l'Université du Maryland qui pourraient permettre d'augmenter la densité énergétique et la longévité des piles à l'état solide, figurent parmi les projets financés par une nouvelle subvention du ministère américain de l'énergie.

Au total, quatre projets de piles à l'état solide bénéficieront d'un financement public, ce qui représente un tiers des douze projets que le ministère de l'énergie financera grâce à une subvention de 42 millions de dollars. Les autres projets vont des technologies de batteries au potassium et au sodium aux simulations prédictives des taux de défaillance :

• 24M Technologies (Cambridge, MA) développera des batteries sodium-métal à faible coût et à chargement rapide, présentant de bonnes performances à basse température pour les VE. la conception de la cellule de 24M intégrera (1) sa cathode SemiSolid ultra-épaisse composée d'un matériau actif cathodique au sodium avancé sans cobalt ni nickel, (2) un électrolyte avancé à température élevée et à charge rapide, développé à l'aide d'une technologie d'apprentissage automatique et de criblage automatisé à haut débit, et (3) un super conducteur ionique au sodium. (Montant du prix : 3 198 085 $)
• Ampcera (Tuscon, AZ) développera une batterie à l'état solide incorporant une technologie de cellule à modulation thermique (TMCT), mise au point par EC Power, qui a été utilisée dans des batteries lithium-ion (Li-ion) classiques pour alimenter des autobus pendant les Jeux olympiques d'hiver de 2022. La TMSSB est composée d'une anode en silicium à haute capacité et d'une cathode en oxyde de nickel manganèse cobalt lithium à haute tension et riche en nickel. La combinaison du TMCT avec un électrolyte solide à haute conductivité ionique permettra une charge rapide dans des conditions ambiantes. Le TMCT permet également des temps de démarrage à froid de moins d'une minute à des températures ambiantes de -20°C, ce qui rend le TMSSB avantageux dans les climats froids. (Montant du prix : 2 120 120 $)
• Le National Renewable Energy Laboratory (Golden, CO) évaluera les données et les paramètres représentant les risques des cellules de la prochaine génération. Le projet permettra de comprendre les mécanismes de défaillance, les voies de réaction, les modes de défaillance et leurs effets, les normes d'essai révisées, ainsi que les nouvelles capacités et les nouveaux outils pour aider à réduire les risques liés à l'adoption des cellules de nouvelle génération pour les applications commerciales. (Montant du prix : 3 425 000 $)
• L'Université d'État de l'Ohio (Columbus, OH) mettra à l'échelle son prototype de technologie de batterie haute puissance qui peut tolérer une charge rapide tout en démontrant une longévité bien supérieure à celle des cellules Li-ion de pointe actuelles. (Montant du prix : 3 876 363 $)
• Le projet K (Palo Alto, CA) développe et commercialise une batterie potassium-ion, qui fonctionne de manière similaire aux batteries Li-ion. Les propriétés fondamentales du système potassium-ion lui permettent de se charger beaucoup plus rapidement que les batteries lithium-ion et de fonctionner à des températures réduites. (Montant du prix : 2 587 618 $)
• Sandia National Laboratories (Albuquerque, NM) développera un nouveau cadre de simulation/modélisation et d'essais prédictifs pour évaluer la sécurité des matériaux et des cellules des batteries avancées à un stade précoce. (Montant du prix : 3 700 000 $)
• Solid Power Operating (Thornton, CO) développera une anode en métal Li structurée en 3D et une nouvelle cathode composite en soufre (S) pour permettre des cellules de batteries de VE à haute énergie et à chargement rapide. (Montant du prix : 5 600 000 $)
• South 8 Technologies (San Diego, CA) développera des cellules de batterie Li-ion de haute puissance avec la capacité de charger rapidement en utilisant une nouvelle technologie d'électrolyte à gaz liquéfié (LiGas). South 8 Technologies exploitera les avantages inhérents de l'électrolyte LiGas en matière de sécurité, de puissance et de basse température, en combinaison avec une cathode à haute énergie, à faible coût et sans cobalt, à base d'oxyde de manganèse, de nickel et de lithium (LNMO). (Montant du prix : 3 152 000 $)
• Tyfast Energy (San Diego, CA) utilisera une nouvelle combinaison de matériaux d'électrode et de chimie d'électrolyte pour permettre une batterie à haute densité énergétique, à charge ultra-rapide et à longue durée de vie. (Montant du prix : 2 823 199 $)
• L'Université du Maryland (College Park, MD) augmentera la capacité du taux de charge/décharge, la densité énergétique et la fenêtre de température de fonctionnement des batteries solides au lithium métal. (Montant du prix : 4 852 733 $)
• Virginia Tech (Blacksburg, VA) développera des batteries pour VE utilisant des cathodes sans cobalt ni nickel, des électrolytes à charge rapide et tous temps, et des anodes à charge rapide et à haute capacité dérivées du charbon. En éliminant l'utilisation du cobalt et du nickel dans les cathodes, le coût des cathodes sera réduit de 50 %. En outre, l'utilisation d'une anode en charbon/carbone/silicium permettra de résoudre les problèmes environnementaux liés aux déchets de charbon et de réduire le coût de l'anode de 75 % par rapport à une anode en graphite. (Montant du prix : 2 945 000 $)
• Zeta Energy (Houston, TX) créera une nouvelle anode à forte teneur en Li qui est également très accessible et rechargeable. Les caractéristiques physiques et chimiques complémentaires de la cathode et de l'anode permettront des taux de charge élevés et une stabilité à long terme, tout en minimisant les pertes de performance à basse température. (Montant du prix : 4.000.000 $)

La subvention la plus importante est accordée à Solid Power, qui a également reçu 20 millions de dollars de , son partenaire BMW pour la licence de la conception de la cellule et de la production des électrodes, tandis que son électrolyte sulfuré à l'état solide, qui reste la propriété intellectuelle de Solid Power, sera livré séparément. C'est précisément l'accélération de la production de l'électrolyte solide qui pourrait nécessiter les 5,6 millions de dollars de subventions gouvernementales que le ministère de l'Énergie accorde actuellement à Solid Power.

Auparavant, le département américain de l'énergie a également donné 11 millions de dollars à l'Université du Michigan pour sa recherche sur les batteries à l'état solide utilisant des ions céramiques. Si l'on ajoute à cela le cycle actuel de paris fédéraux sur la technologie des batteries, orienté vers la recherche et le développement de batteries à l'état solide, il semble que le gouvernement américain soit prêt à accorder aux entreprises américaines le financement nécessaire pour rattraper les géants chinois de la batterie qui en sont déjà au stade de la commercialisation de ces technologies naissantes.

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