Actuellement, aucune solution viable n'existe au problème de la déconnexion des batteries à semi-conducteurs, en raison de leur état de développement encore en cours, qui soulève divers défis techniques, économiques et commerciaux non résolus. Compte tenu des limitations techniques actuelles, la production de masse reste un objectif lointain et les batteries à semi-conducteurs ne sont pas encore disponibles sur le marché.
Quels sont les freins au développement des batteries à semi-conducteurs ?
batteries à semi-conducteursutiliser un électrolyte solide au lieu de l'électrolyte liquide présent dans les dispositifs traditionnelsbatteries lithium-ionLes batteries lithium-ion classiques sont composées de quatre éléments essentiels : l’électrode positive, l’électrode négative, l’électrolyte et le séparateur. À l’inverse, les batteries à l’état solide utilisent un électrolyte solide.
Compte tenu du fort potentiel de cette technologie de batteries à l'état solide, pourquoi n'est-elle pas encore commercialisée ? Parce que le passage du laboratoire à la commercialisation se heurte à deux obstacles :faisabilité techniqueetviabilité économique.
- 1. Faisabilité technique : Le principe de base d'une batterie à l'état solide est de remplacer l'électrolyte liquide par un électrolyte solide. Cependant, maintenir la stabilité à l'interface entre l'électrolyte solide et le matériau d'électrode représente un défi majeur. Un contact insuffisant peut entraîner une augmentation de la résistance, réduisant ainsi les performances de la batterie. De plus, les électrolytes solides présentent une conductivité ionique plus faible et une vitesse de charge/décharge plus lente.ion lithiumcette mobilité entraîne des vitesses de charge et de décharge plus lentes.
- De plus, le procédé de fabrication est plus complexe. Par exemple, les électrolytes solides à base de sulfure doivent être produits sous atmosphère inerte afin d'éviter les réactions d'humidité dans l'air qui génèrent des gaz toxiques. Ce procédé coûteux et techniquement complexe freine actuellement la faisabilité d'une production de masse. Par ailleurs, les conditions de test en laboratoire diffèrent souvent considérablement des environnements réels, ce qui explique pourquoi de nombreuses technologies ne parviennent pas à atteindre les résultats escomptés.
- 2. Viabilité économique :Le coût des batteries tout-solide est plusieurs fois supérieur à celui des batteries lithium-ion classiques, et leur commercialisation est semée d'embûches. Bien qu'elles présentent en théorie une sécurité accrue, en pratique, l'électrolyte solide peut se dégrader à haute température, entraînant une baisse de performance, voire une panne complète de la batterie.
- De plus, des dendrites peuvent se former lors des cycles de charge et de décharge, perforant le séparateur et provoquant des courts-circuits, voire des explosions, ce qui compromet sérieusement la sécurité et la fiabilité. Par ailleurs, le passage d'un procédé de fabrication à petite échelle à une production industrielle entraînerait une explosion des coûts.
Quand les batteries à semi-conducteurs arriveront-elles sur le marché ?
Les batteries à semi-conducteurs devraient trouver leurs principales applications dans l'électronique grand public haut de gamme, les véhicules électriques de petite taille et les industries aux exigences strictes en matière de performance et de sécurité, comme l'aérospatiale. Cependant, les batteries à semi-conducteurs actuellement disponibles sur le marché n'en sont encore qu'aux prémices de leur commercialisation.
Les principales entreprises automobiles etfabricants de batteries au lithiumÀ l'instar de SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD et EVE développent activement des batteries à électrolyte solide. Toutefois, compte tenu de leurs calendriers de production les plus récents, il est peu probable que la production en série de ces batteries débute avant 2026-2027 au plus tôt. Même Toyota a dû revoir son calendrier à plusieurs reprises et prévoit désormais de lancer la production en série en 2030.
Il est important de noter que le calendrier de disponibilité des batteries à semi-conducteurs peut varier en raison de divers facteurs tels que les défis technologiques et l'approbation réglementaire.
Points clés à prendre en compte par les consommateurs
Tout en suivant de près les progrès réalisés dans lebatterie au lithium à l'état solideDans ce contexte, il est crucial que les consommateurs restent vigilants et ne se laissent pas séduire par des informations superficiellement attrayantes. Si les véritables innovations et les percées technologiques méritent d'être attendues, leur validation nécessite du temps. Espérons qu'avec les progrès technologiques et la maturation du marché, des solutions énergétiques nouvelles, plus sûres et plus abordables, verront le jour.
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Date de publication : 30 octobre 2024