Les batteries à semi-conducteurs (SSB) sont sur le point de révolutionner l’industrie des batteries, ouvrant la voie à un nouveau paradigme qui pourrait améliorer considérablement la densité énergétique, la sécurité et les performances des véhicules électriques (VE).
Selon les analystes de Bernstein, cette nouvelle génération de batteries, en particulier les batteries entièrement solides (ASSB), représente l’avancée la plus importante dans la technologie des batteries depuis des décennies.
Dans un rapport publié lundi, la banque d’investissement a souligné que ces batteries pourraient fournir une densité énergétique 50 % supérieure au niveau des cellules, atteignant jusqu’à 500 Wh/kg, permettant aux véhicules électriques d’atteindre une autonomie de 700 à 800 kilomètres avec des temps de charge rapides inférieurs à 10 minutes.
La promesse technologique des ASSB réside dans leur potentiel à surpasser les batteries lithium-ion (LiB) actuelles dans plusieurs domaines clés.
Les ASSB à base de sulfure se distinguent notamment par leurs performances de sécurité supérieures et leur durée de vie plus longue par rapport aux autres technologies de batteries à semi-solides telles que les batteries à anode lithium-métal ou les batteries semi-solides.
« Les ASSB à base de sulfure sont au stade de l’échantillon A mais devraient atteindre la production de masse en 2027 », ont noté les analystes.
Samsung (KS:) SDI, par exemple, mène la charge avec l’intention de décider de construire une ligne commerciale d’ici la fin de 2024.
Malgré leur potentiel, les batteries SSB sont confrontées à des défis technologiques et financiers importants. Le coût des batteries ASSB devrait être initialement beaucoup plus élevé que celui des batteries Li-ion existantes, ce qui pourrait limiter leur application aux marchés haut de gamme.
De plus, la formation de dendrites, un défi technologique majeur, reste un obstacle de taille. Cependant, de nouveaux matériaux sont en cours de développement pour créer des interfaces stables entre les composants des batteries, ce qui pourrait atténuer ce problème, a expliqué Bernstein.
L’une des innovations majeures des ASSB est l’électrolyte solide, qui est devenu la nouvelle cathode en termes de coût et d’importance. L’électrolyte solide représente environ 50 % du coût d’un ASSB, contre seulement 5 % dans les LiB classiques. Des entreprises comme Idemitsu, Lake Materials et Cosmo AM&T émergent comme leaders dans ce domaine crucial du développement des batteries.
« D’ici la fin de cette décennie, nous nous attendons à voir émerger des batteries à l’état solide pour remplacer les batteries lithium-ion », soulignent les analystes.
En termes de commercialisation, les délais varient selon les entreprises.
Alors que Samsung SDI et CATL visent la production en masse d’ASSB d’ici 2027, d’autres acteurs comme LG Energy Solution et SK Innovation visent la fin de la décennie.
Toyota (NYSE :), un autre acteur important, a l’ambition de commercialiser les SSB d’ici 2027/28, bien que leurs progrès restent flous.
Pendant ce temps, des entreprises émergentes comme QuantumScape (QS) et Solid Power (SLDP) font des progrès, QuantumScape concluant un accord important avec PowerCo pour la production de 40 GWh de SSB par an.
