Une densité de batterie à l'état solide de 500 Wh/kg est atteinte grâce à un pack hybride Li-Mn à faible coût dans un véhicule électrique FAW d'une autonomie de 500 miles

Dans son nouveau plan quinquennal, la Chine considère les électrolytes à l'état solide comme la nouvelle frontière du développement des batteries pour véhicules électriques et a donc mis au point le premier système de normalisation et de classification des batteries à l'état solide de normalisation et de classification des batteries à l'état solidedont l'entrée en vigueur officielle est prévue pour le mois de juillet.

Les batteries à électrolyte solide y sont classées en fonction de la quantité de liquide contenue dans leur électrolyte, et celles dont l'électrolyte contient 95% sont désormais appelées batteries hybrides solide-liquide. CATL et d'autres considèrent la technologie hybride comme une solution palliative parfaite sur la voie des batteries entièrement à l'état solide, qui sont coûteuses et ont une durée de vie plus courte, car les hybrides peuvent être produites sur les lignes de production existantes pour l'électrolyte liquide.

Les batteries à électrolyte hybride atteignent la densité énergétique de l'état solide

Le dernier développement en date dans le domaine des batteries hybrides solide-liquide donne raison à la CATL. Une batterie de 142 kWh a été montée sur une berline du groupe FAW dans l'espace précédemment occupé par une batterie LFP d'une capacité environ deux fois moindre.

La nouvelle batterie hybride solide-liquide utilise du manganèse pour la cathode au lieu du coûteux nickel et offre une densité énergétique de 500 Wh/kg. Pour rappel, c'est le double de ce qu'offrent les batteries LFP modernes et c'est la limite théorique des batteries à l'état solide de première génération que Toyota a annoncé en grande pompe qu'elle équiperait ses véhicules d'ici 2028.

La batterie lithium-manganèse à électrolyte solide-liquide a été co-développée par FAW, VWen Chine, et des scientifiques de l'université de Nankai. Ils ont emprunté une voie de recherche différente de celle des batteries existantes à électrolyte semi-solide, comme la batterie au lithium-manganèse de 150 kWh que NIO loue pour les longs trajets, car elle est trop chère pour être vendue avec la voiture. NIO a été la première à utiliser cette technologie dans ses berlines, qui parcourent aujourd'hui plus de 650 miles avec une charge de la batterie hybride liquide-solide.

En remplaçant le nickel coûteux par du manganèseles chercheurs ont réussi à réduire le coût de la batterie hybride tout en offrant une densité énergétique comparable à celle d'une batterie à l'état solide. "La batterie utilise la technologie de l'électrolyte composite polymérisé in situ, qui offre une conductivité ionique élevée, une large fenêtre électrochimique, une forte compatibilité interfaciale, des propriétés ignifuges et des avantages en termes de coûts", indique le rapport. L'anode a également été formée in situ pour augmenter la durée de vie de la batterie et son profil de sécurité, tandis que la cathode lithium-manganèse offre une densité énergétique de 300 mAh/g, dépassant même les meilleures cellules LFP par un facteur de deux.

Les essais d'autonomie des véhicules prototypes de FAW devraient permettre de parcourir plus de 1 000 km avec une charge. Avec un rendement moyen d'environ 30 kWh par 100 miles, la batterie hybride devrait atteindre une autonomie de 500 miles selon les estimations de l'EPA. La prochaine itération que l'équipe prépare est un pack de 200 kWh qui offrira près de 700 miles sur une charge, toujours dans un encombrement compact.

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