De nombreux développements sont en cours dans le monde des batteries au lithium destinées aux véhicules électriques. Les constructeurs automobiles abandonnent pour chaque petit pourcentage de gain pour ajouter quelques kilomètres d’autonomie par rapport à leurs concurrents, avec des efforts pour réduire les temps de charge tout aussi frénétiques.

Bien sûr, la vraie victoire serait de réussir à mettre sur le marché une batterie plus grosse et révolutionnaire. Les batteries à semi-conducteurs font l’affaire, offrant potentiellement des performances bien supérieures à celles de leurs homologues au lithium traditionnels. BMW pense que la technologie a du mérite et a annoncé son intention de présenter un véhicule à batterie à semi-conducteurs d’ici 2025.

Qu’est-ce qui rend les batteries à semi-conducteurs spéciales?

Un schéma d’une batterie à semi-conducteurs. Au lieu d’un liquide gluant ou de gels agissant comme électrolyte, la batterie entière serait faite de solides à la place.

Les batteries à l’état solide, comme leur nom l’indique, remplacent les électrolytes liquides par des matériaux solides. L’espoir est qu’en utilisant un électrolyte solide à la place, de multiples facteurs permettront des gains de performances qui n’ont pas été pratiques à mettre en œuvre avec des conceptions conventionnelles. L’un des principaux domaines d’intérêt est de savoir si les batteries à semi-conducteurs permettraient d’utiliser des anodes au lithium métal, qui fourniraient une densité d’énergie beaucoup plus élevée – 2 à 3 fois supérieure à celle des conceptions actuelles. Cela permettrait une autonomie plus longue, ou simplement des batteries plus légères, que le statu quo actuel. Les électrolytes liquides sont également à l’origine de la grande inflammabilité des batteries au lithium actuelles. En les remplaçant par des composés solides moins inflammables, les voitures électriques pourraient être plus sûres. Les batteries pourraient également fonctionner à des températures plus élevées avec moins de risques, réduisant le besoin de refroidissement et permettant potentiellement des performances plus élevées et des temps de charge plus rapides.

Cependant, le succès des batteries à semi-conducteurs reste insaisissable. Les obstacles sont partout, alors que les chercheurs tentent de trouver la combinaison magique de matériaux et de design qui produira une batterie d’une plus grande densité d’énergie qui peut la pirater dans l’environnement automobile exigeant. Les dispositifs de validation de principe actuels se heurtent de multiples manières. Il y a des problèmes avec le changement de taille de l’électrolyte solide au cours des cycles de charge et de décharge, entraînant des dommages et des fractures, ou un mauvais contact avec d’autres composants de la batterie, ce qui entraîne une baisse des performances. Des nombres plus élevés sur papier ne suffisent pas; une batterie à semi-conducteurs prête pour le marché doit cocher toutes les cases, étant aussi ou plus fiable que ses prédécesseurs sur des échelles de temps d’une décennie ou plus.

BMW saute juste au moment où Fisker a renfloué

Pour certains, la lutte est trop difficile, avec le premier promoteur Fisker annonçant récemment qu’ils ont abandonné une technologie qu’ils espéraient autrefois expédier en 2018. D’autres constructeurs automobiles sont toujours dans le jeu, y compris VW, qui travaille avec QuantumScape vers une date limite de 2024 – qui, incidemment, a récemment réglé un procès avec Fisker au sujet de la technologie. Pour ne pas être en reste, Toyota investit également dans la recherche. Il y a clairement des parties d’échecs en quatre dimensions dans l’industrie, ce qui laisse entrevoir la valeur potentielle du succès dans ce domaine.

BMW a investi massivement dans les technologies EV, mettant plusieurs véhicules sur le marché. Nous espérons que les futurs véhicules électriques BMW sont aussi audacieux que les modèles existants comme l’i8.

BMW travaille sur un calendrier similaire, dans l’espoir d’avoir un démonstrateur technologique d’ici 2025. Si les concepts BMW du passé, ou même leurs voitures de route électriques sont quelque chose à passer, attendez-vous à une vision rapide de l’avenir, avec un style sauvage et probablement impraticable fonctionnalités. La société s’attend à ce que la technologie ne soit pas prête pour la production avant un certain temps, s’attendant à ce que les modèles soient livrés plus près de 2030. Cette échelle de temps n’est pas rare pour les nouvelles technologies automobiles. Il prévoit plusieurs années pour que BMW entreprenne des tests à long terme, afin de déterminer les performances des nouvelles batteries dans toutes les conditions – du froid arctique à la chaleur du désert. Les constructeurs automobiles investissent régulièrement des millions de kilomètres dans des mules de développement, même pour les véhicules ordinaires, pour essayer de résoudre les problèmes; une technologie de batterie moonshot nécessiterait une attention tout aussi rigoureuse avant son lancement.

Bien que l’annonce soit passionnante et soit un signe positif pour l’avenir des batteries à semi-conducteurs, il reste probable que nous ne verrons pas grand-chose dans le monde réel avant 5 à 10 ans, voire jamais. Cependant, si la recherche sur les batteries à semi-conducteurs aboutit et que la technologie est à la hauteur des revendications, attendez-vous à ce qu’elles nettoient rapidement la maison une fois que les lignes de production seront opérationnelles.