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Actualité : Le Graal de la voiture électrique se rapproche : la Silicon Valley fait tenir 1 000 recharges à une batterie 100 % solide, sans presse géante
Cinq minutes pour passer de 10 à 80 % de charge, sur une batterie entièrement solide : QuantumScape, l'allié de Volkswagen installé dans la Silicon Valley, a dévoilé son exploit le 11 novembre. Son livre blanc révèle pourtant que la cellule était chauffée à 80 °C, quand le chinois CATL annonce déjà 3 minutes 44 avec une batterie classique. La vraie prouesse se cache ailleurs.
© QuantumScape - Salle blanche de QuantumScape à San José : c’est ici, au cœur de la Silicon Valley, que l’allié de Volkswagen met au point ses batteries solides.
Le 11 novembre, QuantumScape a présenté Osprey, sa nouvelle plateforme de batterie entièrement solide. Ses cellules sont passées de 10 à 80 % de charge en 4,8 minutes, mais à 80 °C, un détail que le communiqué tait et que seul le livre blanc dévoile. La société de San José travaille avec Volkswagen depuis 2012 et a aussi signé avec Honda. Son avancée majeure tient ailleurs : ses cellules ont enchaîné 1 000 cycles de charge complets en conservant environ 80 % de leur capacité, sous la seule pression de l'air ambiant. Selon elle, aucune batterie dotée d'une cathode au sulfure n'avait publié un tel résultat dans ces conditions.
L'ironie n'échappera pas aux observateurs de longue date. En 2021, l'entreprise publiait sur son blog un billet intitulé "Le problème des sulfures", qui jugeait ces matériaux inaptes à servir de séparateur. Osprey garde donc le séparateur en céramique maison et l'anode en lithium métal, qui se forme lors de la première charge. En revanche, l'électrolyte liquide qui imprègne encore la cathode de la cellule QSE-5 cède sa place à un sulfure solide.
Le test de recharge éclair a été mené sur une cellule à deux couches chauffée à 80 °C, bien au-delà du préchauffage habituel d'une voiture électrique. QuantumScape le reconnaît sur sa propre diapositive : la chaleur rend cette prouesse possible. Les anciens abonnés d'Autolib' s'en souviendront, les batteries Bolloré des Bluecar devaient rester chauffées, même à l'arrêt.
Sur ce terrain, la Chine a pris une large avance avec des batteries lithium-fer-phosphate classiques. En mars, BYD a lancé une batterie Blade de deuxième génération qui passe de 10 à 70 % en 5 minutes. En avril, CATL a présenté sa Shenxing de troisième génération, annoncée de 10 à 80 % en 3 minutes 44 secondes à température ambiante. Geely a suivi en septembre avec un 10 à 70 % en 4 minutes 30, rappelle l'agence Associated Press. QuantumScape assure seulement qu'aucune batterie solide au sulfure n'en était capable jusqu'ici. Le froid reste un point faible d'Osprey : à -20 °C, une minuscule cellule a restitué 68 % de sa capacité en décharge lente.
Les sulfures séduisent l'industrie par leur excellente conductivité, jusqu'à BYD, qui promet sa batterie solide pour 2027. Mais il faut comprimer la cellule en permanence pour que ses couches solides restent en contact. D'après l'analyse d'Electrek, les prototypes de laboratoire réclament souvent plusieurs dizaines d'atmosphères.
À 20 atmosphères, chaque face de cellule subit environ 5 tonnes de force, retenues par des plaques d’acier de 22 mm.
QuantumScape chiffre l'enjeu : à 20 atmosphères, une seule cellule de 10 cm sur 24 encaisse environ cinq tonnes, le poids de trois berlines. Pour tenir cette pression, un module a besoin de plaques d'acier de 22 mm, contre 4 mm pour un module lithium-ion classique. Siva Sivaram, PDG de QuantumScape, résume le problème : "L'industrie a massivement investi dans les batteries au sulfure, mais elle bute toujours sur les mêmes limites fondamentales." Sa parade consiste à cantonner le sulfure à la cathode, où il fait circuler les ions avec brio, et à confier le contact avec le lithium métal à la céramique.
L'industrie a massivement investi dans les batteries au sulfure, mais elle bute toujours sur les mêmes limites fondamentales.