Mercedes-Benz a commencé ce mois-ci à tester une batterie à semi-conducteurs de son partenaire Factorial Energy dans une EQS modifiée. Dans les semaines à venir, l'entreprise de Stuttgart souhaite recueillir des données sur l'efficacité, la durabilité et les performances de la batterie.

Les essais sur route avec la nouvelle batterie à l'état solide dans une voiture d'essai EQS de ‘1 000 km’ ont commencé en février 2025. Selon Mercedes, le véhicule a dû être légèrement adapté pour tester la technologie dans la EQS, en particulier dans l'espace d'installation de la batterie et sur le boîtier de la batterie.

La batterie devrait offrir une autonomie d'environ 1 000 kilomètres. La maturité commerciale est prévue “avant la fin de cette décennie”. Mercedes promet que la batterie à semi-conducteurs offrira une autonomie supérieure de 25% à celle d'une batterie lithium-ion de même taille et de même poids.

Énergie factorielle

Factorial Energy, partenaire de développement et fournisseur, est un spécialiste américain des cellules de batteries à l'état solide, soutenu par Mercedes-Benz, Stellantis et Hyundai-Kia. L'entreprise poursuit plusieurs axes de développement. En juin 2024, Factorielle déjà livrée B échantillons de ses cellules à semi-conducteurs d'une capacité de charge de plus de 106 Ah à Mercedes-Benz. Ces cellules devraient atteindre une densité énergétique de 391 Wh/kg.

Parallèlement, l'entreprise travaille explicitement avec Mercedes sur des cellules portant le nom de marque Solstice. Pour l'instant, elles n'ont qu'un statut d'échantillon A, mais on s'attend à ce qu'elles marquent des points grâce à une densité énergétique encore plus élevée et à un processus de revêtement à sec de la cathode.

En septembre 2024, Factorial a promis une densité énergétique allant jusqu'à 450Wh/kg pour son produit Solstice, ce qui augmenterait l'autonomie des voitures électriques de 80%. L'entreprise a également annoncé récemment la prochaine étape : porter ce type de cellule à une capacité de charge de 40 Ah.

“Le fait d'être le premier à intégrer avec succès des batteries lithium-métal à l'état solide dans une plateforme de véhicule de série marque une étape historique dans la mobilité électrique”, a déclaré Siyu Huang, PDG et cofondateur de Factorial Energy.

“Cette percée démontre que la technologie des batteries à l'état solide a dépassé le stade du laboratoire pour entrer dans le monde réel, établissant ainsi une nouvelle référence pour l'ensemble de l'industrie automobile. Notre collaboration avec Mercedes-Benz prouve que l'avenir des véhicules électriques n'est pas seulement une vision, mais une réalité que nous concrétisons aujourd'hui”, a-t-il ajouté.

Ingénieurs réunis

Les ingénieurs Mercedes-Benz de la route et de la piste de course et les ingénieurs des cellules Factorial ont collaboré pour mettre au point un tout nouveau programme d'essai des batteries à l'état solide, permettant de mettre sur la route la première voiture alimentée par une batterie à l'état solide au lithium-métal.

“Mercedes AMG High-Performance Powertrains (HPP), filiale à 100 % du groupe Mercedes-Benz spécialisée dans la technologie de pointe de la Formule 1, et le Centre de compétence Mercedes-Benz pour les systèmes de batterie ont conçu et développé un système de batterie entièrement nouveau et innovant. Outre ses prouesses sur les circuits, HPP est en mesure de transférer rapidement les technologies et le savoir-faire de la F1 dans des projets automobiles de haute performance”, indique le communiqué de presse.

Après des essais intensifs sur différents bancs d'essai, le prototype de batterie à l'état solide a été intégré dans une EQS à la fin de l'année 2024. Dans le même temps, les premiers essais de véhicules en laboratoire ont été menés à Stuttgart pour préparer les essais sur route qui ont débuté en février 2025.

“Le développement d'une batterie à l'état solide à l'échelle de l'automobile souligne notre engagement en faveur de l'innovation et du développement durable”, a déclaré Markus Schäfer, membre du conseil d'administration de Mercedes et directeur de la technologie, du développement et de l'approvisionnement.

“Nous sommes donc ravis d'annoncer que nous avons commencé les essais sur route avec un véhicule prototype équipé de cette technologie avancée. Nous obtiendrons des informations cruciales sur la possibilité d'intégrer en série cette technologie de batterie de pointe”, a-t-il ajouté.

La technologie

Les batteries à l'état solide utilisent un électrolyte solide au lieu d'un électrolyte liquide, ce qui améliore la sécurité des cellules et permet d'utiliser de nouvelles anodes comme le lithium métal. Elles sont donc nettement plus performantes que les cellules lithium-ion conventionnelles. Associées à une anode en lithium-métal, elles permettent également d'atteindre des densités d'énergie inégalées.

La technologie des semi-conducteurs peut potentiellement augmenter la densité énergétique gravimétrique des batteries de véhicules jusqu'à 450 Wh/kg au niveau de la cellule, augmentant ainsi l'autonomie de conduite. La densité énergétique gravimétrique désigne l'énergie stockée dans une cellule de batterie par unité de masse.

Cette mesure est cruciale pour évaluer l'efficacité et la performance des cellules de batterie, en particulier dans les applications où le poids est un facteur critique, comme dans les véhicules électriques. La technologie des batteries à l'état solide permet de réduire le poids de la batterie tout en améliorant la sécurité des cellules.

La batterie à l'état solide de Mercedes-Benz est dotée d'un support de cellule flottant innovant, pour lequel un brevet a déjà été délivré. Lorsque la batterie se charge, les matériaux se dilatent et lorsqu'elle se décharge, ils se contractent. Le changement de volume des cellules à l'état solide correspond à l'expansion et à la contraction des matériaux à l'intérieur de la batterie pendant la charge et la décharge.

Pour soutenir les cellules lors de ces changements de volume, la batterie Mercedes-Benz à semi-conducteurs est équipée d'actionneurs pneumatiques qui interagissent avec les changements de volume des cellules lors de la charge et de la décharge, ce qui affecte les performances et la durée de vie de la batterie.