La batterie au lithium à l'état solide est-elle la prochaine génération de batteries pour véhicules électriques ?
Avantages des batteries à semi-conducteurs
Le rapport fait état de 3 033 signalements de défauts de véhicules à énergie nouvelle, ce qui montre que la "surchauffe et l'incendie de la batterie" et la "défaillance du système de contrôle électronique" représentent toujours une grande partie des principaux risques pour la sécurité des véhicules à énergie nouvelle.
La principale cause d'incendie dans les piles au lithium est l'électrolyte. L'électrolyte est très sensible à la température. Il se décompose facilement à haute température, est hautement corrosif, inflammable et peut facilement fuir. En particulier, la réaction d'évolution du lithium peut facilement provoquer un court-circuit.
En comparaison, l'avantage le plus important des batteries à semi-conducteurs est la sécurité. Elles utilisent un électrolyte solide pratiquement ininflammable comme milieu conducteur, ce qui réduit la sensibilité de la batterie à la température et bloque efficacement les électrodes positives et négatives grâce à une bonne isolation.
Outre les avantages naturels de la sécurité, un autre aspect important des piles à l'état solide est la performance.
Les véhicules à énergie nouvelle ont évolué vers une endurance élevée et, pour atteindre cet objectif, des batteries au lithium à densité énergétique plus élevée sont nécessaires. En raison du goulot d'étranglement inhérent à la technologie des batteries au lithium liquide, il est difficile d'atteindre les objectifs futurs en matière de densité énergétique. Dans la perspective du développement futur de la technologie des batteries au lithium à haute densité énergétique, les batteries à l'état solide sont sans aucun doute plus adaptées aux applications à grande échelle.
L'utilisation d'électrolytes solides peut modifier les systèmes d'électrodes positives et négatives existants et utiliser des matériaux à capacité spécifique plus élevée comme électrodes positives et négatives. En utilisant du lithium métal dans l'électrode négative et un matériau à haut potentiel dans l'électrode positive, la fenêtre électrochimique peut atteindre plus de 5V. La capacité spécifique du lithium atteint 3860 mA h/g, soit plus de 10 fois celle du graphite et 17,5 fois celle des cathodes ternaires à haute teneur en nickel.
Les électrolytes de piles à l'état solide actuellement utilisés, ou proches de l'état commercial, sont de trois types : des polymères, des sulfures et des oxydes. Récemment, l'université des sciences et technologies de Chine a synthétisé un nouvel électrolyte solide, le chlorure de lithium et de zirconium, qui a permis de réduire le coût de 94%.
La sécurité, les performances et le coût sont les trois éléments essentiels de la promotion des piles au lithium. Dans ces trois domaines, les piles à l'état solide ont montré de grands avantages. Il ne fait aucun doute que les piles à l'état solide constitueront à l'avenir la voie technologique principale des piles au lithium.
À l'heure actuelle, la technologie des piles à l'état solide se trouve encore dans un océan bleu. L'électrolyte, la cathode et d'autres matériaux ne sont pas apparus comme des produits alternatifs subversifs et n'ont pas formé de base industrielle. C'est le meilleur moment pour les pionniers de prendre l'avantage.
Cependant, comment identifier les entreprises de batteries solides déclarées avec des perspectives de développement et un potentiel est un problème difficile pour les investisseurs.
Méthode d'emballage en pochette
L'emballage traditionnel des piles au lithium et des piles à l'état solide se fait selon trois procédés : en pochette, carrée et cylindrique. La batterie à poche produite par le processus de laminage présente une faible probabilité de déformation interne, de pliage ou de rupture.
En outre, l'enveloppe en film plastique aluminium de la batterie en pochette n'est pas dure. Lorsque la batterie est thermiquement incontrôlable, les flatulences traversent généralement le film plastique en aluminium en premier, ce qui évacue une grande partie de la chaleur et empêche la batterie d'exploser.
La coque en film plastique-aluminium plus légère, à capacité égale, rend la batterie entière 40% plus légère que la batterie au lithium à coque en acier et 20% plus légère que la batterie au lithium à coque en aluminium. Par conséquent, la densité énergétique de la batterie à poche sera supérieure de 40% à celle de la batterie ternaire au lithium à enveloppe en acier.
Les batteries à poche ont gagné les faveurs des constructeurs automobiles en aval, et des sociétés automobiles telles que Volkswagen et Mercedes-Benz les ont utilisées pour configurer une variété de modèles grand public. Les entreprises de batteries à poche représentées par Farasis Technology ont travaillé dur pendant de nombreuses années, et la qualité des produits a atteint le niveau international avancé, et est entrée avec succès dans le système d'approvisionnement de Daimler A.
En 2021, Farasis Technology en Les 10 premiers fabricants de batteries d'énergie en Chine. En termes de capacité installée de batteries à poche et de batteries à poche ternaire en Chine, Farasis a conservé la première place.
Conclusion
Le gouvernement et les entreprises ne ménagent pas leurs efforts pour faire progresser la technologie des piles à l'état solide.
Les groupes automobiles tels que BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen, etc. considèrent tous les batteries au lithium à l'état solide comme l'orientation technique de leurs batteries de véhicules électriques de la prochaine génération. Au niveau gouvernemental, les pays de l'UE ont investi conjointement 3,2 milliards d'euros et ont levé 5 milliards d'euros auprès d'investisseurs privés pour le développement des batteries à l'état solide.
Les États-Unis, le Japon et la Corée du Sud ont également annoncé des politiques de soutien et des subventions pour le développement de piles au lithium à l'état solide.
La Chine a présenté des exigences visant à renforcer la recherche, le développement et l'industrialisation des batteries à l'état solide. Le premier lot de 50 véhicules à batterie à l'état solide à haute énergie spécifique Dongfeng-Ganfeng, développés conjointement par Dongfeng Motor et Ganfeng Lithium, a été livré dans la ville de Xinyu, dans la province de Jiangxi.
Dans ce contexte, la certitude de l'avenir des batteries à l'état solide ne fait aucun doute, et il a même commencé à s'accélérer.
