Encore une révolution dans le domaine des batteries ? Face aux nombreuses annonces « révolutionnaires » ces dernières années, c’est vrai qu’une certaine lassitude s’est installée.
Les derniers résultats obtenus par la société QuantumScape sont néanmoins impressionnants. Cela fait dix ans qu’elle cherche à fabriquer une batterie lithium-métal pour véhicules électriques qui fonctionne vraiment, et il semblerait qu’elle ait enfin réussi.
Contrairement aux batteries classiques aux ions lithium, la batterie lithium-métal ne dispose pas d’anode en graphite, ce qui fait gagner beaucoup de place et augmente donc la densité énergétique.
Au lieu de venir se loger tranquillement dans une belle structure en graphite, les ions lithium s’accumulent directement sous forme métallique pendant la charge et créent leur propre anode. Le problème qui se pose alors, c’est la formation de dendrites, des petits pics tranchants qui peuvent percer la couche de séparation avec la cathode et provoquer un court-circuit. L’électrolyte liquide peut alors s’enflammer et tout faire exploser. C’est d’ailleurs pour cette raison qu’on utilise le graphite, car il disperse les ions lithium à travers sa grille moléculaire.
La solution à ce problème est d’utiliser un électrolyte solide, suffisamment dur pour empêcher d’éventuelles dendrites à passer de l’autre côté, mais aussi suffisamment poreux pour laisser passer les ions lithium.
Un tel mouton à cinq pattes est évidemment difficile à trouver, mais QuantumScape dit avoir réussi là où tous les autres concurrents ont failli. Son électrolyte solide à base de céramique a la taille d’une carte de tarot, mais la finesse d’un cheveu.
En intégrant tous les ingrédients chimiques dans une poche, l’entreprise obtient une densité d’environ 1000 Wh/l, soit 50 % de plus que les autres solutions actuelles, expérimentales ou non.
Et ce n’est pas tout. Débarrassé du graphite, une batterie lithium-métal se charge plus rapidement. Dans le cas de la poche énergétique de QuantumScape, il faut moins de 15 minutes pour atteindre 80 % de charge, contre 40 minutes pour les batteries lithium-ion classiques.
De plus, alors que les technologies lithium-métal existantes nécessitent une chaleur minimale de +60 °C, la cellule de QuantumScape fonctionne à des températures allant de -30 °C à +45 °C, ce qui est nettement plus pratique pour une voiture.
Au passage, on élimine aussi le danger explosif qui existe pour les batteries lithium-ion classiques, car rien n’est inflammable dans cette poche énergétique.
Enfin, cet accumulateur d’énergie semble avoir une belle durée de vie, car au bout de plus de 800 cycles de charge, il garde encore 80 % de sa capacité de rétention.
La prochaine étape est maintenant l’assemblage de plusieurs cellules pour créer une batterie. On verra alors si ces résultats se confirment. Si c’est le cas, cette technologie pourrait booster le marché des voitures électriques. Parmi les premiers intéressés figure le groupe Volkswagen, l’un des principaux partenaires et investisseurs de l’entreprise.
Source : Présentation de QuantumScape
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