Les constructeurs automobiles s'efforcent de développer du solide

Jul 14, 2023

Elle est saluée comme une avancée majeure dans le domaine du véhicule électrique : la batterie à semi-conducteurs. L'industrie automobile investit massivement dans cette technologie, qui pourrait améliorer l'autonomie et la sécurité tout en réduisant les coûts de production.

Tous les grands constructeurs automobiles européens ont adopté les batteries alors qu’ils se battent pour respecter les délais du règlement européen 2035 sur l’élimination progressive du moteur à combustion.

Mercedes, BMW et Volkswagen utilisent toutes actuellement des batteries au lithium standard. Mais ils investissent également des sommes importantes dans la recherche et le développement de ce qu’on appelle les batteries à semi-conducteurs.

Alors que l’industrie automobile cherche à réduire ses émissions de carbone en supprimant le moteur à combustion, la batterie est devenue la source d’énergie de prédilection pour remplacer l’essence, un combustible fossile. Le développement du véhicule électrique (VE) a créé une demande de batteries automobiles offrant une plus grande autonomie.

Les batteries à semi-conducteurs pourraient offrir cet avantage par rapport aux batteries actuellement utilisées, ainsi qu’une densité énergétique plus élevée et une charge plus rapide. Ils pourraient s’avérer à la fois plus légers et plus sûrs.

Des piles simples à usage unique comme les AA et AAA aux piles rechargeables comme celles utilisées dans les véhicules électriques, l’utilisation des piles a également considérablement évolué depuis leur invention dans les années 1800.

"Je pense que la batterie est la plus grande innovation du 21e siècle et qu'elle change totalement notre monde", a déclaré à DW le professeur Ferdinand Dudenhoeffer, directeur du Centre de recherche automobile de Duisburg, en Allemagne.

Il existe deux principaux types de batteries : primaires et secondaires. Les piles primaires, également appelées piles à usage unique, ne peuvent pas être rechargées. Ils fournissent une énergie constante tout au long de leur vie, mais ne peuvent pas être inversés pour produire davantage d’énergie. Le type le plus populaire est la pile alcaline, largement utilisée dans les appareils autonomes de faible consommation.

Les piles secondaires, quant à elles, permettent d’inverser les réactions chimiques grâce à l’application d’une tension, ce qui les rend rechargeables. Les batteries au plomb, au nickel-hydrure métallique et au lithium-ion sont toutes utilisées dans l'industrie automobile, en particulier les batteries légères au lithium. Tesla dépend fortement des batteries au lithium pour ses voitures électriques.

Les batteries au lithium reposent sur une solution d'électrolyte liquide, qui permet aux ions lithium de se déplacer selon les besoins du fonctionnement de la batterie. Grâce aux batteries à semi-conducteurs, les scientifiques ont réussi à remplacer cet électrolyte liquide par un électrolyte solide. Cela permet de supprimer le composant séparateur lourd nécessaire pour empêcher l'électrode positive d'entrer en contact avec l'électrode négative.

L'absence d'électrolyte liquide inflammable réduit le risque d'incendie, rendant la batterie plus sûre que la batterie à l'état liquide.

Des tests effectués en laboratoire au Japon et en Europe ont montré un grand potentiel dans cette batterie, Toyota ayant récemment annoncé une percée dans le domaine de la batterie à semi-conducteurs. Début juillet, le constructeur automobile japonais a annoncé avoir simplifié le processus de production des matériaux utilisés pour leur fabrication. Toyota, le deuxième constructeur automobile mondial, a annoncé son intention de produire des voitures équipées de batteries à semi-conducteurs d'ici 2025.

En raison d’une densité énergétique plus élevée, la batterie à semi-conducteurs alimentera la voiture sur de plus longues distances, améliorant ainsi l’autonomie, un enjeu clé tant pour les consommateurs que pour les constructeurs lorsqu’il s’agit de véhicules électriques.

La technologie des batteries à semi-conducteurs est si importante que Volkswagen est devenu le principal actionnaire de QuantamScape, une société de batteries à semi-conducteurs fondée en 2010. Fin juillet, les actions de l'entreprise ont grimpé en flèche suite à l'annonce de sa collaboration avec un partenaire du secteur automobile. l'industrie sur le lancement potentiel de son premier produit commercial.

Mercedes Benz, pour sa part, prévoit de passer au tout électrique d'ici 2030. Ils ont également signé des partenariats avec des entreprises comme Prologium, un développeur et fabricant taïwanais de batteries à semi-conducteurs.

Mais outre ses nombreux avantages, la batterie à semi-conducteurs aurait également une durée de vie plus courte. Des fissures peuvent se former et se développer dans ces batteries, a déclaré à DW Lorenz Olbrich, doctorant en science des matériaux à l'Université d'Oxford, "ce qui réduit la durée de vie de la batterie".