Le BMW Group a intégré des cellules de batterie à l'état solide de grand format de son partenaire Solid Power dans un véhicule d'essai, une BMW i7. L'objectif est de tester le comportement des cellules à l'état solide dans le cadre d'une utilisation quotidienne sur route.

BMW et Solid Power travaillent ensemble sur les batteries à l'état solide depuis des années. Le partenariat remonte à 2016. Les choses sont devenues sérieuses il y a trois ans lorsque les deux parties a signé un accord de transfert de technologie. L'un des résultats directs est l'essai de cellules à semi-conducteurs dans une voiture d'essai BMW.

Les cellules solides avec leur électrolyte à base de sulfure sont entièrement intégrées dans un bloc-batterie, qui, espère BMW Group, fournira d'autres résultats essentiels dans le programme d'essai des mois à venir. Les partenaires souhaitent notamment étudier la gestion de l'expansion des cellules. Les deux partenaires s'intéressent également à la manière dont la pression de fonctionnement peut être contrôlée et dont les conditions limites de température peuvent être ajustées.

BMW ne donne pas beaucoup plus de détails, mais indique que la batterie conceptuelle intégrée dans le véhicule d'essai “combine les principes de construction éprouvés de la Gen5 (cellules prismatiques dans des modules) avec de nouveaux concepts de modules innovants pour l'intégration des cellules ASSB de Solid Power”.”

Gen5 fait référence aux cellules prismatiques actuellement installées dans les modules des voitures électriques BMW. Il ne s'agit pas encore des futures cellules rondes de la nouvelle classe, que l'entreprise appelle Gen6. La voiture d'essai est une i7 modifiée, le nouveau fleuron électrique que BMW a présenté en avril 2022.

Densité énergétique plus élevée

BMW et Solid Power considèrent qu'une densité énergétique plus élevée que les technologies de batteries actuelles est l'un des principaux avantages de la batterie à l'état solide. La société munichoise souligne que les cellules innovantes sont développées et fabriquées par Solid Power, mais en étroite collaboration avec des experts du groupe BMW.

Les partenaires voient le potentiel, mais il n'y aura pas de production en série rapide : “D'autres étapes de développement sont nécessaires pour mettre en œuvre la technologie ASSB dans un système de stockage global compétitif”, indique le communiqué de presse.

Martin Schuster, vice-président des cellules de batterie et des modules de cellule chez BMW Group, a commenté : “Notre véhicule d'essai BMW i7 ASSB sur la route est un parfait exemple de l'état d'esprit d'ouverture technologique de BMW Group. Nous faisons progresser en permanence le développement de nouvelles technologies de cellules de batterie et élargissons notre savoir-faire avec des partenaires précieux tels que Solid Power.”

John Van Scoter, président-directeur général de Solid Power, a répondu : “Solid Power est extrêmement fier que notre partenariat avec BMW ait abouti à la première démonstration de cellules de batterie à l'état solide dans un véhicule. Nous croyons en la promesse des ASSB et continuons à stimuler l'innovation de notre électrolyte sulfuré pour soutenir l'avenir des VE”.”

Processus de qualification

Solid Power a produit et livré les premiers échantillons A des cellules à semi-conducteurs à BMW à la fin de l'année 2023. Cette livraison a marqué le début du processus officiel de qualification automobile. BMW souhaitait installer les cellules dans un véhicule de démonstration avant le milieu de la décennie actuelle, ce qui a été fait.

Parallèlement, BMW met en place une ligne de prototypage pour les cellules de batteries à l'état solide sur la base des conceptions de l'énergie solide de son site de production d'électricité. Centre de compétence pour la fabrication de cellules à Parsdorf près de Munich. Cela est possible grâce à une licence de recherche et de développement accordée à BMW par l'entreprise américaine.

L'essaimage de l'Université du Colorado

Solid Power a été fondée en 2011 en tant que spin-off de l'Université du Colorado. Aujourd'hui, l'entreprise est l'un des développeurs les plus prometteurs de cellules de batteries à l'état solide. Au cours de l'été 2022, l'entreprise américaine a annoncé qu'elle avait achevé la mise au point d'une batterie à semi-conducteurs. l'installation de sa ligne de production pilote et peut désormais fournir à ses investisseurs et à ses clients des cellules pour les tests de qualification.

Outre BMW, SK On et Ford figurent parmi les partenaires les plus importants. La ligne pilote produira automatiquement des cellules de batterie à l'état solide en utilisant le matériau d'électrolyte solide à base de sulfure de l'entreprise. À pleine capacité, la ligne pilote devrait pouvoir produire environ 15 000 cellules par an. La production en série devrait commencer plus tard.

L'entreprise utilise des cathodes NMC conventionnelles, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de modifier la production. En combinaison avec une anode en silicium et un électrolyte solide, Solid Power veut construire une cellule avec une densité d'énergie gravimétrique de 390 Wh/kg. Si une anode en lithium métal est utilisée à la place de l'anode en silicium, la cellule (toujours avec une cathode NCM-811) atteint une densité énergétique de 440 Wh/kg.

“La coopération avec Solid Power souligne la stratégie de BMW Group en matière de batteries : poursuivre le développement de technologies de batteries innovantes sur un pied d'égalité avec des partenaires industriels de premier plan. Cette position stratégique forte dans la chaîne de valeur garantit au groupe BMW l'accès à toutes les recherches nouvelles et innovantes sur les cellules de batteries dans le monde entier”, conclut le communiqué de presse de BMW.