Les batteries à l'état solide sont de moins en moins un sujet de conversation et de plus en plus une réalité. QuantumScape, l'un des principaux acteurs de cette technologie pionnière, a lancé sa ligne pilote de batteries.

L'étape de la mise en place et de la montée en puissance de la production est largement considérée comme le plus grand obstacle pour cette technologie tant annoncée. La promesse devient enfin un produit. L'annonce de QuantumScape ne s'est pas faite sans accompagnement.

L'entreprise californienne, fortement soutenue par Volkswagen et considérée comme un futur perturbateur dans le secteur des véhicules électriques, a passé 15 ans à développer ce qu'elle prétend être une batterie lithium-métal à l'état solide révolutionnaire.

QuantumScape n'appartient pas au groupe des grandes gueules aux promesses démesurées dans le secteur des batteries, mais travaille modestement mais durablement sur ses cellules à semi-conducteurs.

Production automatisée

La semaine dernière, elle a dévoilé la ‘Eagle Line’, une installation pilote de production hautement automatisée destinée à prouver une chose : ces batteries insaisissables peuvent, en fait, être fabriquées à grande échelle.

Mais Eagle Line n'est pas une usine ordinaire. Son objectif n'est pas de produire des batteries en série. QuantumScape se considère plutôt comme un donneur de licence et non comme un fabricant.

L'objectif de sa chaîne de montage est de démontrer que d'autres (constructeurs automobiles, entreprises du secteur de l'énergie et partenaires industriels) peuvent adopter son modèle et le reproduire à grande échelle dans leurs propres gigafactories. 

Karma Automotive

Cette stratégie contraste avec celle d'autres rivaux prospères, tels que Factorial Energy, que l'on peut reconnaître à son association avec Mercedes. Presque en même temps que l'événement inaugural de QuantumScape, l'entreprise a annoncé un accord avec Karma Automotive. Les deux partenaires commercialiseront des batteries à semi-conducteurs produites aux États-Unis pour une voiture commerciale d'ici l'année prochaine.

Revenons à QuantumScape et à son discours séduisant. Les systèmes à semi-conducteurs sont plus petits, plus sûrs, plus rapides à charger et nettement plus puissants que les équivalents lithium-ion actuels.

L'élément central de sa technologie est un séparateur en céramique qui peut être traité en quelques minutes, une prouesse qui, selon l'entreprise, a nécessité quatre années de recherche et de développement intensifs, et qui est appelée le processus Coba. Le séparateur est le cœur de la cellule à semi-conducteurs, car il offre une meilleure conductivité ionique que les électrolytes liquides conventionnels tout en éliminant les risques d'incendie.

‘Cinq commandes’

Tim Holme, directeur technique de QuantumScape, décrit le parcours de l'entreprise comme une mise à l'échelle improbable. Passer des prototypes de laboratoire à la production en usine, explique-t-il, implique de résoudre des problèmes d'ingénierie sur plusieurs ordres de grandeur. “Vous commencez par une démonstration en laboratoire”, dit-il, “puis vous avez besoin d'une centaine de personnes travaillant par an. Cela vous permet d'obtenir cinq commandes. Il en reste encore huit.”

La ligne Eagle représente une solution à ce problème et un test. Avec 14 systèmes robotiques travaillant en tandem pour construire des cellules en utilisant le processus Cobra de QS, la ligne est une démonstration entièrement fonctionnelle.

Et, comme indiqué plus haut, pas seulement pour les batteries elles-mêmes, mais aussi pour un futur modèle de fabrication que d'autres pourraient adopter. La division PowerCo de VW est déjà profondément ancrée, avec deux sièges au conseil d'administration et des ingénieurs spécialisés qui suivent le processus.

Ce créneau pourrait-il s'avérer une porte d'entrée pour l'augmentation de la production de batteries en Europe ? Volkswagen pourrait y contribuer. Pour l'instant, des prototypes (échantillons B) sont en cours de fabrication ; des échantillons C provenant de partenaires au niveau de la production devraient suivre.

Légèrement en retard

Néanmoins, QuantumScape est légèrement en retard par rapport à d'autres qui se précipitent pour être les premiers. Les cellules à semi-conducteurs de Factorial ont déjà alimenté un prototype de la Mercedes-Benz EQS lors d'un voyage de plus de 1 200 kilomètres avec une seule charge.

Stellantis prévoit de tester cette année des Dodge Charger EV équipées de la technologie à semi-conducteurs. Toyota, Nissan et BYD prévoient tous de lancer des véhicules équipés de la technologie à semi-conducteurs d'ici à 2028.

Pourtant, être le premier ne suffira peut-être pas à remporter la victoire. Les analystes préviennent que peu d'entreprises parviendront à produire plus de 50 000 véhicules équipés de batteries à semi-conducteurs avant la fin de la décennie. Les coûts sont encore élevés et la fabrication reste d'une complexité stupéfiante. 

C'est sur ce point que QuantumScape parie qu'elle peut devancer ses concurrents. En ne cherchant pas à produire maintenant, mais en perfectionnant un système prêt à l'emploi que d'autres peuvent déployer, elle espère accélérer l'évolution indirecte de ses activités. Ses partenaires de production, pense-t-elle, avanceront plus vite avec une feuille de route pré-testée que s'ils partaient de zéro.