Comment les batteries à l'état solide révolutionneront les véhicules électriques avec une meilleure portée et une charge plus rapide

Il devient plus clair que les véhicules électriques représentent l'avenir de l'industrie automobile. Malgré les offres fortes sur le marché, ils ont toujours leurs inconvénients et tout le monde n'est pas convaincu de leur praticité. Les constructeurs automobiles prévoient d'utiliser des batteries à semi-conducteurs pour changer cela.

Il y a eu beaucoup de discussions sur les batteries à semi-conducteurs et comment ils sont l'avenir du marché des véhicules électriques. Les constructeurs automobiles promettent que cette nouvelle technologie de batterie révolutionnera le marché, offrant des temps de charge plus rapides, des gammes plus longues et des charges plus légères. Ce qui est encore mieux, c'est que c'est juste au coin de la rue.

Nous explorons les avantages des batteries à semi-conducteurs et comment elles amélioreront les offres de véhicules électriques pour vous, l'acheteur. Nous examinons également certains des inconvénients de la technologie et ce qui pourrait entraver son adoption de masse. Enfin, nous décrivons lorsque nous pouvons nous attendre à voir cette technologie dans les voitures et sur la route.

Afin de vous donner les informations les plus à jour et les plus précises possibles, les données utilisées pour compiler cet article provenaient de divers sites Web de fabricants et d'autres sources faisant autorité, y compris Toppeed et l'EPA.

La percée derrière les batteries à semi-conducteurs

À ce stade, il est probable que vous ayez entendu parler de batteries à semi-conducteurs (SSB), d'une manière ou d'une autre. Les constructeurs automobiles ont promis de les amener bientôt dans les véhicules électriques et affirmeraient qu'ils augmenteront le temps de charge, augmenteront la capacité et diminueront le poids. Comprendre comment cette nouvelle technologie réalise ces mandats en explorant les différences entre les batteries à semi-conducteurs et les batteries que nous utilisons dans les véhicules électriques aujourd'hui.

À l'état solide et au lithium-ion

La façon la plus simple d'expliquer la différence entre les deux est que les batteries lithium-ion utilisent un électrolyte liquide ou gel tandis que les batteries à semi-conducteurs utilisent un électrolyte solide, généralement sous une forme poudreuse. Cela signifie que les batteries à semi-conducteurs sont beaucoup plus riches en énergie, ce qui signifie qu'ils peuvent maintenir une charge beaucoup mieux que leurs homologues lithium-ion.

Cela a un certain nombre d'effets pratiques différents. Premièrement, cela signifie que les batteries à semi-conducteurs ne doivent pas être aussi grandes ou lourdes que les batteries lithium-ion, mais elles peuvent toujours détenir plus de charges. Ils sont également capables de charger beaucoup plus rapidement que les batteries traditionnelles, ce qui signifie que l'infrastructure de charge peut être mise à niveau afin que vous puissiez charger votre EV en quelques minutes. Ils ont également une durée de vie beaucoup plus attendue, ce qui signifie qu'il sera plus long avant de devoir les échanger.

Avantages de SSB

• Densité d'énergie plus élevée

• Charge plus rapide

• Sécurité améliorée

• Durée de vie plus longue

• Poids plus léger

Inconvénients de SSBS

• Coûts de production élevés

• Évolutivité limitée

• Sensible à la température

• Défis de compatibilité

• Durabilité à long terme incertaine

Les batteries à semi-conducteurs offrent des avantages insensés des performances

De nombreuses parties essaient de nous convaincre que les batteries à semi-conducteurs sont l'avenir des véhicules électriques. Certains constructeurs automobiles ont même tenu à investir pleinement sur le marché électrique jusqu'à ce que les batteries à semi-conducteurs soient largement disponibles. La raison en est qu'ils affirment que les batteries à semi-conducteurs offrent des performances qui donnent à l'architecture des batteries traditionnelles à l'ancienne.

Charge plus rapide et gamme plus longue

L'une des principales raisons pour lesquelles les véhicules électriques n'ont pas complètement démoli les véhicules à combustion interne traditionnels (glace) est que la confiance n'est pas très élevée dans les batteries. La plupart des véhicules électriques ont encore du mal à suivre les véhicules à glace en termes de portée et les longues temps de charge, même sur les chargeurs les plus rapides, ne comparez même pas le peu de temps qu'il faut pour remplir votre voiture de carburant.

C'est là que les batteries à semi-conducteurs entrent en jeu. Leur densité d'énergie plus élevée signifie qu'ils peuvent détenir beaucoup plus de puissance, se traduisant en plus de gamme dans vos véhicules. Ils se sont également avérés plus efficaces, ce qui signifie moins d'énergie perdue lorsque la batterie se décharge. Actuellement, la gamme la plus longue que vous pouvez sortir d'un véhicule électrique aux États-Unis est de 512 miles, provenant du Lucid Air Grand Touring. La plupart des constructeurs automobiles affirment que leurs batteries à semi-conducteurs devraient livrer entre 500 et 750 miles.

Les temps de charge sont également une grande douleur dans le cou. Les véhicules électriques les plus rapides sur le marché peuvent passer de zéro à 80% en 20 à 30 minutes. Les batteries à semi-conducteurs peuvent techniquement être chargées à un rythme beaucoup plus élevé, ce qui signifie qu'elles ont le potentiel de charger beaucoup plus rapidement que les batteries traditionnelles. Certes, cependant, cela signifierait que le réseau de charge devrait être mis à niveau.

Sécurité améliorée et stabilité thermique

La sécurité est une autre grande préoccupation en ce qui concerne les batteries dans les véhicules électriques. Ces derniers temps, nous avons vu un certain nombre de véhicules électriques se retrouver sur les nouvelles pour avoir pris des flammes. Éteindre un feu de batterie n'est pas non plus facile, et si vous êtes piégé à l'intérieur de la voiture avec un feu qui fait rage, cela pourrait être catastrophique. Les batteries à semi-conducteurs, cependant, réduisent considérablement les risques de fuite thermique en raison du fait que la plupart des électrolytes solides ne sont pas inflammables.

En plus de cela, les batteries à semi-conducteurs offrent des avantages impressionnants en matière de longévité. Ils sont généralement plus stables que les batteries avec des électrolytes liquides, réduisant les chances de réaction latérale. Plus important encore, ils réduisent la formation de dendrite. Les dendrites sont de minuscules cristaux qui se forment dans les batteries au fil du temps. Ces cristaux menacent de réduire l'intégrité des batteries, ce qui est une grande raison pour laquelle les batteries doivent être remplacées.

Un exemple de cette augmentation de la vie est observé dans les tests effectués par Volkswagen. Ils ont récemment entrepris un test où ils ont mis leur batterie à semi-conducteurs à 1 000 cycles, la batterie conservant 95% de sa durée de vie prévue. Cela aurait équipé d'environ 310 000 miles, ce qui signifie qu'il devrait durer pratiquement beaucoup plus longtemps que l'acheteur de voiture moyen en aurait besoin.

Il y a des défis à la production de masse de batteries à semi-conducteurs

À ce stade, vous pouvez également penser que les batteries à semi-conducteurs sont le Saint Graal de la technologie des batteries. Cependant, rien de bon ne vient sans inconvénients. Bien que les batteries à semi-conducteurs offrent une tonne d'avantages, et il est clair que l'industrie s'appuie assez fortement sur la technologie, ce ne sont pas les choses les plus faciles à fabriquer et qu'il y a des inconvénients pour les amener à la production à grande échelle.

Coûts de production élevés et obstacles manufacturiers

Les batteries traditionnelles sont déjà assez chères à fabriquer. Les batteries à semi-conducteurs vont plus loin en nécessitant des choses comme les anodes en métal lithium et les électrolytes solides. Ils nécessitent également des techniques de fabrication entièrement nouvelles, ce qui signifie que le processus de production réel est également coûteux. De nombreuses entreprises travaillent à développer l'infrastructure nécessaire pour fabriquer des batteries à semi-conducteurs, mais c'est assez nouveau.

En raison du fait que l'infrastructure n'existe pas, l'évolutivité est un problème. Alors que certains constructeurs automobiles ont déjà présenté des lignes de démonstration pour la production de batteries à semi-conducteurs, le déplacer cela vers une opération à grande échelle est une tâche difficile et coûteuse. Il y a beaucoup de temps et d'argent à couler dans la recherche et le développement dans le but de réduire le coût global des batteries à semi-conducteurs.

Honda a montré beaucoup de promesses dans ce domaine, leur récente ligne de démonstration présentant des méthodes uniques qui visent à réduire les coûts de production. Ils ont commencé à utiliser une technique appelée pressage de rouleau, où ils cachent essentiellement les cellules de la batterie en utilisant une grande presse. Cela a eu un impact massif sur leurs coûts de production attendus.

Les batteries à semi-conducteurs pourraient atteindre les véhicules électriques plus tôt que vous ne le pensez

Les avantages de l'utilisation de batteries à semi-conducteurs dans les véhicules électriques sont clairs, et la nouvelle technologie de batterie pourrait être le dernier clou dans le cercueil pour les moteurs à combustion interne. Certains des inconvénients peuvent donner l'impression que cette technologie est quelque chose que nous ne verrons que dans un avenir lointain, mais les constructeurs automobiles sont déterminés à obtenir des SSB dans des véhicules électriques avant le tournant de la décennie.

Calance attendue pour une adoption généralisée

• Mercedes-Benz a commencé des tests routiers des véhicules électriques SSB

• Honda vise à libérer des véhicules électriques SSB dans la seconde moitié des années 2020

• Toyota vise à mettre les SSB sur la route entre 2027 et 2028

• Nissan vise à débuter leurs SSB d'ici 2028

Pour la plupart, la plupart des constructeurs automobiles et leurs partenaires visent à obtenir des batteries à l'état solide dans les véhicules électriques avant 2030. Tout le monde n'a pas une chronologie solide, mais il semble qu'au moment où 2030 se déroule, la plupart des constructeurs automobiles devraient être sur la planche. Cependant, cela ne signifie pas que chaque voiture obtiendra une batterie à semi-conducteurs. En raison de l'évolutivité limitée et des coûts de production élevés, vous pouvez vous attendre à ce que les constructeurs automobiles se concentrent sur une poignée de modèles avant de s'étendre à l'intégralité de leurs gammes.

Les batteries à semi-conducteurs auront sans aucun doute un effet massif sur le marché des véhicules électriques. Il est clair que le monde automobile se déplace vers des voitures entièrement électriques, mais le scepticisme des consommateurs continue de repousser ce programme. Cependant, les batteries à semi-conducteurs répondent à beaucoup de préoccupations des acheteurs, et il peut être suffisant pour influencer beaucoup de gens. Cependant, il y aura toujours des gens qui préfèrent le grognement d'un moteur, quelle que soit la pratique des véhicules électriques.