Actuellement, il n'existe aucune solution viable au problème de déconnexion des batteries à semi-conducteurs, en raison de leur phase de recherche et développement en cours, qui présente 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.
Qu’est-ce qui entrave le développement des batteries à l’état solide ?
Batteries à semi-conducteursutiliser un électrolyte solide au lieu de l'électrolyte liquide que l'on trouve dans les appareils traditionnelsbatteries lithium-ionLes batteries au lithium liquide conventionnelles sont constituées de quatre éléments essentiels : l'électrode positive, l'électrode négative, l'électrolyte et le séparateur. En revanche, les batteries à l'état solide utilisent un électrolyte solide plutôt que leur équivalent liquide conventionnel.
Compte tenu du potentiel considérable de cette technologie de batterie à semi-conducteurs, pourquoi n'a-t-elle pas encore été commercialisée ? Car la transition du laboratoire à la commercialisation se heurte à deux défis :faisabilité techniqueetviabilité économique.
- 1. Faisabilité technique : Le principe d'une batterie à semi-conducteurs repose sur le remplacement de l'électrolyte liquide par un électrolyte solide. Cependant, maintenir la stabilité à l'interface entre l'électrolyte solide et le matériau de l'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 réaction plus lente.lithium-ionmobilité, entraînant des vitesses de charge et de décharge plus lentes.
- De plus, le procédé de fabrication est plus complexe. Par exemple, les électrolytes solides sulfurés doivent être produits sous protection gazeuse inerte afin d'éviter les réactions d'humidité dans l'air générant des gaz toxiques. Ce procédé coûteux et techniquement complexe freine actuellement la faisabilité d'une production de masse. De plus, les conditions d'essai en laboratoire diffèrent souvent sensiblement des conditions réelles, ce qui empêche de nombreuses technologies d'atteindre les résultats escomptés.
- 2. Viabilité économique :Le coût des batteries entièrement solides est plusieurs fois supérieur à celui des batteries au lithium liquide traditionnelles, et leur commercialisation est semée d'embûches. Bien qu'elles offrent théoriquement une sécurité supérieure, en pratique, l'électrolyte solide peut se dégrader à haute température, entraînant une baisse des performances de la batterie, voire sa défaillance.
- De plus, des dendrites peuvent se former lors des processus de charge et de décharge, perçant le séparateur, provoquant des courts-circuits, voire des explosions, ce qui pose un problème majeur de sécurité et de fiabilité. De plus, la transposition à grande échelle du procédé de fabrication à petite échelle à la production industrielle entraînera une flambée des coûts.
Quand les batteries à semi-conducteurs arriveront-elles ?
Les batteries à semi-conducteurs devraient trouver des applications prioritaires dans l'électronique grand public haut de gamme, les petits véhicules électriques (VE) et les industries exigeant des performances et une sécurité rigoureuses, comme l'aérospatiale. Cependant, les batteries à semi-conducteurs actuellement disponibles sur le marché n'en sont qu'aux premiers stades de commercialisation.
Les principales entreprises automobiles etfabricants de batteries au lithiumDes constructeurs comme SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD et EVE développent activement des batteries à semi-conducteurs. Néanmoins, compte tenu de leurs derniers calendriers de production, il est peu probable que la production de masse à grande échelle de batteries à semi-conducteurs débute avant 2026-2027 au plus tôt. Même Toyota a dû revoir son calendrier à plusieurs reprises et prévoit désormais de lancer la production de masse 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.
Considérations clés pour les consommateurs
Tout en surveillant de près les progrès réalisés dans lebatterie au lithium à semi-conducteursDans ce domaine, il est crucial que les consommateurs restent vigilants et ne se laissent pas influencer par des informations superficielles et éblouissantes. Si les véritables innovations et avancées technologiques méritent d'être anticipées, leur vérification nécessite du temps. Espérons qu'avec les progrès technologiques et la maturité du marché, de nouvelles solutions énergétiques plus sûres et plus abordables émergeront à l'avenir.
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Date de publication : 30 octobre 2024