Actuellement, il n’existe aucune solution viable au problème de la déconnexion des batteries à semi-conducteurs en raison de leur phase de recherche et de développement en cours, ce qui présente divers défis techniques, économiques et commerciaux non résolus. Compte tenu des limites techniques actuelles, la production de masse reste un objectif lointain et les batteries à semi-conducteurs ne sont pas encore disponibles sur le marché.
Qu’est-ce qui entrave le développement des batteries à semi-conducteurs ?
Piles à semi-conducteursutiliser un électrolyte solide au lieu de l'électrolyte liquide que l'on trouve dans lesbatteries lithium-ion. Les batteries au lithium liquide conventionnelles sont constituées de quatre composants essentiels : l’électrode positive, l’électrode négative, l’électrolyte et le séparateur. En revanche, les batteries à semi-conducteurs utilisent un électrolyte solide au lieu de leur équivalent liquide conventionnel.
Compte tenu du grand potentiel de cette technologie de batterie à semi-conducteurs, pourquoi n’a-t-elle pas encore été introduite sur le marché ? Car le passage du laboratoire à la commercialisation se heurte à deux enjeux :faisabilité techniqueetviabilité économique.
- 1. Faisabilité technique : Le cœur d’une batterie à semi-conducteurs est de remplacer l’électrolyte liquide par un électrolyte solide. Cependant, maintenir la stabilité à l’interface entre l’électrolyte solide et le matériau de l’électrode présente un défi important. Un contact insuffisant peut entraîner une résistance accrue, réduisant ainsi les performances de la batterie. De plus, les électrolytes solides souffrent d'une conductivité ionique plus faible et d'unlithium-ionmobilité, ce qui entraîne des vitesses de charge et de décharge plus lentes.
- De plus, le processus de fabrication est plus complexe. Par exemple, les électrolytes solides sulfurés doivent être produits sous protection contre un gaz inerte pour éviter les réactions d’humidité dans l’air qui génèrent des gaz toxiques. Ce processus coûteux et techniquement difficile entrave actuellement la faisabilité d’une production de masse. De plus, les conditions de test en laboratoire diffèrent souvent considérablement des environnements réels, ce qui empêche de nombreuses technologies d’atteindre les résultats escomptés.
- 2. Viabilité économique :Le coût des batteries à semi-conducteurs est plusieurs fois supérieur à celui des batteries au lithium liquide traditionnelles et le chemin vers la commercialisation est semé d’embûches. Bien qu'il présente en théorie une sécurité plus élevée, en pratique, l'électrolyte solide peut se décomposer à des températures élevées, entraînant une réduction des performances de la batterie, voire une panne.
- De plus, des dendrites peuvent se former pendant le processus de charge et de décharge, perçant le séparateur, provoquant des courts-circuits et même des explosions, ce qui rend la sécurité et la fiabilité problématiques. En outre, lorsque le processus de fabrication à petite échelle sera étendu à la production industrielle, les coûts monteront en flèche.
Quand les batteries à semi-conducteurs arriveront-elles ?
Les batteries à semi-conducteurs devraient trouver des applications principales dans l'électronique grand public haut de gamme, les véhicules électriques à petite échelle (VE) et les industries ayant des exigences strictes en matière de performances et de sécurité, comme l'aérospatiale. Cependant, les batteries à semi-conducteurs actuellement disponibles sur le marché en sont encore aux premiers stades de commercialisation.
Des constructeurs automobiles de premier plan etfabricants de batteries au lithiumcomme SAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD et EVE développent activement des batteries à semi-conducteurs. Néanmoins, sur la base des derniers calendriers de production, il est peu probable que la production de masse à grande échelle de batteries à semi-conducteurs commence avant 2026-2027 au plus tôt. Même Toyota a dû revoir son calendrier à plusieurs reprises et prévoit désormais de lancer la production de masse en 2030.
Il est important de noter que le délai de disponibilité des batteries à semi-conducteurs peut varier en raison de divers facteurs tels que les défis technologiques et l'approbation réglementaire.
Considérations clés pour les consommateurs
Tout en suivant de près les progrès dans le domainebatterie au lithium à semi-conducteursDans ce domaine, il est crucial que les consommateurs restent vigilants et ne se laissent pas influencer par des informations superficiellement éblouissantes. Même s’il vaut la peine d’anticiper de véritables innovations et percées technologiques, elles nécessitent du temps pour être vérifiées. Espérons qu’à mesure que la technologie progresse et que le marché mûrit, de nouvelles solutions énergétiques plus sûres et plus abordables émergeront à l’avenir.
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Heure de publication : 30 octobre 2024