CATL veut rattraper son retard dans le domaine des batteries à semi-conducteurs d'ici à 2027

Le plus grand fabricant chinois de batteries, CATL, a pour objectif de produire des batteries à l'état solide d'ici 2027-2028 en petites séries, selon l'un de ses dirigeants lors de la China International Battery Fair (CIBF) 2024. Les Chinois, qui dominent le marché mondial des batteries lithium-ion liquides, craignent que la future technologie des batteries à l'état solide ne transforme leur position de leader en un arriéré.

C'est la première fois que CATL donne un indice sur son calendrier de production de batteries à l'état solide. Toyota a été l'un des premiers à annoncer, en juin 2023, qu'il disposerait d'une batterie entièrement à l'état solide dès 2027. Celle-ci devrait permettre une autonomie de 1 200 km, puis de 1 500 km, et une recharge rapide de 10 à 80 % en dix minutes ou moins.

Les 1 300 brevets de Toyota

Toyota a déposé plus de 1 300 brevets pour des batteries à l'état solide, alors que les entreprises chinoises de batteries en ont moins de 100. les Chinois sentent clairement que les Japonais et les Occidentaux leur soufflent dans le cou. Pour prendre des mesures défensives, les fabricants chinois de batteries et de voitures se sont unis dans le cadre d'une initiative gouvernementale visant à commercialiser des batteries à l'état solide.

En février 2024, ils ont annoncé la création de la All-Solid-State Battery Collaborative Innovation Platform (CASIP) afin d'unir les efforts des universités, des constructeurs automobiles et des fabricants de batteries. Cette plateforme réunira six des dix plus grands fabricants de batteries au monde. Cela inclut les numéros un et deux de la Chine, qui sont des concurrents féroces dans le domaine des batteries LFP actuelles "moins chères", CATL et BYD.

Les batteries à l'état solide utilisent un matériau solide comme électrolyte au lieu d'un liquide, ce qui les rend beaucoup plus résistantes à la chaleur. Elles promettent une plus grande densité énergétique et des temps de charge plus courts. Les batteries NMC (nickel-manganèse-cobalt) utilisées dans les véhicules électriques haut de gamme peuvent atteindre une densité de 350 Wh/kg. Dans les batteries à semi-conducteurs, on peut imaginer des chiffres de 500 Wh/kg, ce qui promet des autonomies de 1 000 km dans un format compact.

Les batteries lithium-ferro-phosphate (LFP), populaires et moins chères, ont des densités plus faibles. La nouvelle batterie Shenxing Plus de CATL, qui vient d'être dévoilée, a une densité énergétique de 205 Wh/kg, et la meilleure batterie Blade de BYD a une densité de 190 Wh/kg.

Dégradation rapide

Mais l'un des problèmes majeurs à surmonter dans la course à la batterie à semi-conducteurs ultime est que les électrodes sont connues pour se dilater et se contracter de manière répétée au cours des cycles de charge.

Cela signifie que la batterie se dégrade rapidement après quelques centaines de cycles de charge, alors que les batteries doivent pouvoir être rechargées des milliers de fois pour être économiquement viables. Toyota affirme avoir surmonté cet obstacle grâce à de nouveaux matériaux de qualité.

Le prochain défi consistera à en assurer la production de masse afin de faire baisser les prix. Selon l'Agence japonaise pour la science et la technologie, la production de batteries à semi-conducteurs coûte quatre à 25 fois plus cher (430 à 2 500 dollars par kilowattheure) que les batteries lithium-ion classiques.

Pas avant 2030

Les développeurs de batteries et les constructeurs automobiles du monde entier travaillent d'arrache-pied pour être les premiers à commercialiser des batteries à l'état solide. Alors que Toyota vise 2027-2028, certains pionniers comme l'entreprise européenne StoreDot affirment que cela n'arrivera pas avant 2030. BMW a annoncé qu'elle lancerait un prototype de BEV en 2025 et un modèle de production d'ici la fin de la décennie. Nissan annonce la fin de l'année fiscale 2028.

CATL a consacré une équipe de R&D de près de 1 000 ingénieurs à la technologie des batteries à l'état solide, mais reconnaît qu'il lui reste un long chemin à parcourir avant de parvenir à la production de masse. Son directeur scientifique, Wu Kai, a déclaré lors du salon Battery Fair que son entreprise, sur une échelle de 0 à 9, n'est pas plus avancée que 4 dans la résolution des problèmes techniques, sans parler de la question des coûts.

L'objectif du CATL est d'atteindre un score de 7-8 d'ici 2027, mais cela signifierait qu'il ne pourrait produire qu'un nombre très limité de batteries à l'état solide. Les Chinois pensent que les batteries liquides auront un cycle de vie d'au moins 20 ans. Les batteries à l'état solide pourraient avoir besoin de 20 à 30 ans pour atteindre une part de marché de 50 %.

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