La technologie de batteries solid-state : qu’est-ce que c’est ?
Le principe de la batterie à l’état solide ou batterie solid-state est simple : remplacer l’électrolyte, la solution liquide dans laquelle migrent les ions Li+, par un matériau solide. Les premières batteries à l’état solide ont été fabriquées dans les années 1980, sous forme de couches minces. Mais la difficulté présentée par la fabrication de ces batteries plus puissantes avait alors poussé les fabricants à les abandonner.
La technologie des batteries solid-state présente de nombreux avantages potentiels :
- L’électrolyte utilisé dans une batterie au lithium peut être inflammable ou simplement s’évaporer et rendre les batteries inutilisables. Son élimination dans les piles à l’état solide résout ces problèmes.
- Les batteries à l’état solide sont réputées pour avoir une densité d’énergie élevée, jusqu’à 1 000 Wh par litre, et donc offrir une plus grande autonomie aux véhicules. En outre, grâce à des températures de fonctionnement plus élevées, il est possible de réduire les systèmes de refroidissement des cellules et de concevoir des batteries plus compactes.
- Les courants admissibles des batteries solid-state sont théoriquement plus importants et se chargent donc rapidement (15 minutes suffiraient pour qu’elles atteignent une charge de 80%).
Il faut toutefois rester prudent : seule une utilisation massive en conditions réelles permettra de confirmer leur efficacité
De nombreux constructeurs de véhicules électriques parient sur la batterie solid-state. Mais, la technologie des batteries à l’état solide n’est ni mature ni éprouvée à l’heure actuelle et son industrialisation n’est pas prévue pour tout de suite. L’industrialisation des cellules solid-state est encore en phase de R&D. Plusieurs fournisseurs travaillent activement sur le sujet mais de nombreux défis restent à relever.
Les premiers véhicules électriques à batteries ou hybrides hydrogène équipés d’une batterie solid-state devraient avoir un coût d’achat largement supérieur à ceux intégrant la technologie lithium-ion car les investissements de production devront être amortis.
Des initiatives de batteries solid-state pour les véhicules légers ou à faible autonomie
En s’associant avec QuantumScape, Volkswagen a, par exemple, beaucoup investi dans la technologie des batteries solides pour ses voitures particulières, visant une production en 2025.
Cette technologie est également utilisée dans les petites voitures de ville BlueCar, qui ont une vitesse limitée et une faible autonomie. D’autres groupes automobiles travaillent à son développement, comme Ford, BMW et Volta Energy qui ont investi dans l’entreprise Solid Power, fabricant de cellules solid-state. L’entreprise a levé 135 millions de dollars en 2021 développer son propre modèle de batterie solide assurant la transition énergétique des véhicules électriques. L’entreprise Factorial, a quant à elle levée 200 millions de dollars en 2022.
Pour l’instant, ces types de cellules sont principalement envisagés pour les véhicules légers ou les véhicules à faible autonomie de type voiture particulière ou véhicules inter urbains légers (véhicules industriels, livraison du dernier kilomètre…). Toyota annonce que ses premiers véhicules électriques intégrant des batteries solid-state seront en vente dès 2025
Forsee Power, à l’écoute de l’évolution technologique des batteries solid-state pour les véhicules électriques
En tant qu’expert des systèmes de batteries pour les marchés de l’électromobilité, Forsee Power s’intéresse à toutes les technologies de cellules électrochimiques qui permettraient d’optimiser davantage les performances des véhicules électriques (bus, camions, véhicules non routiers, etc.).
Pour le moment, nous n’avons pas encore beaucoup d’expérience avec cette nouvelle technologie. Il est difficile de prévoir les performances réelles, le coût, la fiabilité et la sécurité de ces cellules dans les batteries des véhicules lourds.
Bien que nous gardions un œil sur les batteries tout-solide, nous préférons nous appuyer sur des technologies matures (NMC, LTO, LFP notamment) en constante évolution. Cela nous permet de répondre aux besoins de nos clients tout en continuant à innover en termes de modules, packs et systèmes de batteries.
Lors de la conception d’un système de batteries, nos experts sélectionnent les cellules les plus récentes et les plus efficaces du marché tout en tenant compte des exigences de sécurité, d’espace et de poids. Mais nous tenons également compte des coûts, de la disponibilité et de la fiabilité des cellules utilisées.
Les cellules ne constituent qu’une partie d’un tout : une fois la technologie choisie, nous devons ensuite assembler les cellules, ajouter les différents composants (capteurs, busbars, développer le système électronique de gestion de la batterie (BMS) qui assure la communication, la sécurité et la durée de vie de la batterie, intégrer la gestion thermique de chaque composant et enfin protéger le tout dans un boîtier adapté.
La sélection des meilleures cellules (et des meilleurs fournisseurs) n’est donc qu’un aspect de notre expertise.
Blue Solutions et Bluebus s’associent avec Forsee Power pour le développement de la batterie du futur 100 % française et la fourniture de systèmes de batteries lithium-ion
Blue Solutions et Bluebus, filiales du Groupe Bolloré, et Forsee Power annoncent avoir signé deux protocoles d’accord entérinant le lancement de nouveaux projets de collaboration. D’une part, Blue Solutions et Forsee Power amorcent le développement de systèmes de batteries tout-solide 100% français, disponibles sur le marché à partir de 2026. D’autre part, Bluebus et Forsee Power s’associent pour intégrer les derniers systèmes de batteries lithium-ion permettant d’élargir la gamme des bus 6 mètres et 12 mètres, et répondre ainsi à l’ensemble des attentes des marchés Européen, moyen-orientaux, et africains.