Une batterie de puissance pour rafraîchir l’industrie du véhicule électrique ?

Le Nikkei Shimbun du Japon a rapporté le 9 décembre que Toyota développait une batterie à semi-conducteurs, qui peut parcourir 500 kilomètres une fois chargée et prend 10 minutes pour se charger complètement, soit au moins deux tiers de moins que les véhicules électriques traditionnels. Toyota devrait devenir le premier fabricant mondial de véhicules à batterie solide en production de masse et lancera des prototypes de véhicules l'année prochaine.

Outre les nouvelles de Toyota, QuantumScape, une société investie conjointement par Volkswagen et Bill Gates, a également lancé une nouvelle technologie de batterie à semi-conducteurs, capable de charger 80 % en 15 minutes, d'augmenter la densité énergétique de 50 % et de résister à une gamme plus large de charges. températures aussi basses que - 30 ℃. Volkswagen a déclaré que son objectif était de disposer d'une nouvelle ligne de production de batteries d'ici 2025.

Alors, quelle est la différence entre une batterie solide et une batterie traditionnelle ?

Batterie au lithium traditionnelle : elle est composée d’une électrode positive, d’un diaphragme et d’une électrode négative, puis remplie d’électrolyte.

Batterie à semi-conducteurs : La batterie au lithium utilise un électrolyte solide et le matériau de l’électrolyte détermine en grande partie les performances de la batterie au lithium à semi-conducteurs.

La principale différence entre les deux est que l'électrolyte de la batterie à semi-conducteurs est solide, ce qui signifie que le milieu de migration des ions lithium entre les électrodes positives et négatives passe du liquide au solide. Avec l'amélioration continue des matériaux cathodiques, l'électrolyte solide peut assurer une meilleure coordination, ce qui favorise l'amélioration de la densité énergétique du système de batterie.

Avantages de la batterie à semi-conducteurs.

En raison de l'utilisation d'électrolyte solide, par rapport aux batteries au lithium traditionnelles, les batteries solides présentent les caractéristiques de non-combustion, de résistance aux températures élevées, de non-corrosion, de non-volatilisation, de faible risque d'incendie et de densité énergétique élevée.

Industrialisation de la batterie solide.

La batterie à semi-conducteurs est considérée comme la dernière solution à l’anxiété liée à la densité énergétique et à l’endurance de la batterie. La batterie solide présente de nombreux avantages, mais elle n’a pas été largement utilisée en raison de son coût élevé et de sa faible capacité de production.

La commercialisation des batteries à semi-conducteurs n’est peut-être pas aussi rapide qu’on le pense. En 2019, le Ningde Times a déclaré qu'il s'était engagé dans le développement de toutes les batteries à semi-conducteurs et avait produit des échantillons, mais qu'il faudrait 10 ans pour qu'elles soient entièrement commercialisées, ce qui signifie qu'elles sont loin d'être une production à grande échelle.

Le calendrier d'application de la batterie à semi-conducteurs est prévu.

-2021 sera la période d’incubation du marché des batteries à semi-conducteurs. Une planification de produits, une recherche et un développement pertinents seront effectués, et le marché sera toujours dominé par les batteries ternaires.

-De 2021 à 2025, les batteries à semi-conducteurs entreront dans la phase initiale d'application, avec une densité énergétique de la batterie atteignant 300 à 500 Wh/kg, et un petit nombre de véhicules électriques haut de gamme seront équipés de batteries à semi-conducteurs.

-De 2025 à 2030, voire plus, le marché sera véritablement mature, la densité énergétique des batteries à semi-conducteurs dépassera 500Wh/kg et la production à grande échelle sera véritablement populaire.

En général, toutes les batteries à semi-conducteurs, en particulier celles destinées aux applications à courant élevé telles que les automobiles, sont loin d'avoir atteint l'échelle d'industrialisation et nécessitent une modernisation et un contrôle des coûts supplémentaires.

Pourquoi certains disent-ils que la production de masse est imminente, alors que d’autres disent qu’elle prendra 10 ans ?

Comme vous pouvez le deviner, les « batteries à semi-conducteurs » actuellement annoncées pour la production de masse ne sont pas toutes des batteries à semi-solides, mais des batteries semi-solides.

Les batteries semi-solides ont généralement un électrolyte solide sur une électrode et un électrolyte liquide sur l'autre. De nombreuses personnes expérimentant des batteries semi-solides sont destinées à une utilisation commerciale rapide. Par exemple, Toyota a pour objectif de développer uniquement des batteries solides pour les tramways, mais affirme qu'il commencera progressivement par des batteries « semi-solides ».

Lorsque Ning De a déclaré qu’il faudrait 10 ans pour une production à grande échelle, il parlait de toutes les batteries à semi-conducteurs, et c’était l’objectif.

Les batteries à semi-conducteurs de Toyota et QuantumScape constitueront-elles une menace pour les startups ?

Du point de vue du développement des batteries à semi-conducteurs.

L’innovation technologique en matière de batteries dans les pays européens et américains est principalement menée par des startups. Étant donné que les petites entreprises sont responsables de l’innovation dans les pays européens et américains et que les grandes entreprises résolvent les problèmes d’innovation par le biais de fusions et d’acquisitions, il n’est pas nécessaire d’explorer en profondeur.

Le Japon est dominé par les entreprises traditionnelles d'automobile et de machines, car les entreprises traditionnelles japonaises sont très tournées vers l'avenir et souhaitent essayer toute nouvelle technologie.

La Chine est entrée relativement tard dans le domaine des batteries à semi-conducteurs. Cependant, nous pensons que les batteries à semi-conducteurs ne sont pas aussi impressionnantes que les médias le décrivent. Même s'il y a un écart de 1 à 2 ans dans la recherche et le développement, cela ne suffit pas à renverser la position du principal fabricant de batteries électriques.

Premièrement, à mesure que les batteries au lithium se généraliseront, elles s’amélioreront rapidement. La version liquide actuelle, ou, continuera à s'améliorer, surtout si vous obtenez une amélioration de 30 % chaque année, 5 ans, 10 ans, l'efficacité améliorée de la batterie sera similaire à celle de la batterie à semi-conducteurs.

Deuxièmement, la technologie innovante des batteries à semi-conducteurs peut facilement être intégrée dans les entreprises. La batterie à semi-conducteurs est également la voie de la batterie au lithium. Sur la voie des batteries au lithium, ces technologies améliorées peuvent facilement être rassemblées par les grandes entreprises. Pour la percée de la nouvelle technologie des batteries, le seuil et le risque de construction d'une usine sont très élevés, de sorte que de nombreuses personnes vendront la technologie à des entreprises de premier plan, qui peuvent rapidement étendre leur échelle. L'écart technologique relatif des batteries à semi-conducteurs est faible et l'avantage des gros lots est évidemment plus important dans la commercialisation des batteries à semi-conducteurs.