Que sont les batteries EV à semi-conducteurs ?

0
51
Black_Kira/Shutterstock.com

Véhicules électriques sont nouveaux, amusants et évoluent à un rythme rapide. Et bien que nous constations des améliorations majeures des vitesses de charge et du kilométrage, il reste encore un long chemin à parcourir. L'une des avancées les plus intéressantes concerne les batteries à semi-conducteurs, et vous en entendrez beaucoup parler dans un avenir proche.

Voyez, les véhicules électriques d'aujourd'hui sont alimentés par des batteries lithium-ion, le même type de batterie à l'intérieur de nos smartphones, ordinateurs portables et tablettes. Il n'y a rien de mal à cela, mais les cellules à semi-conducteurs promettent un avenir meilleur.

Dans cet esprit, nous allons ici expliquer un peu les batteries EV à semi-conducteurs et en quoi elles diffèrent des cellules lithium-ion actuelles d'une Tesla ou d'un F-150 Lightning ?

Table des matières

Solid-State vs Lithium-Ion : Quelle est la différence ?
Bénéfices de la batterie à semi-conducteurs dans les véhicules électriques
Quand pourrions-nous voir des batteries à semi-conducteurs dans les véhicules électriques ?
Réflexions finales

Solid-State contre Lithium-Ion : Quelle est la différence ?

Grigvovan/Shutterstock.com

Les batteries lithium-ion utilisent un électrolyte liquide qui permet le flux d'énergie entre la cathode et l'anode pendant la charge et lorsqu'une batterie est en cours d'utilisation. Ce liquide (ou parfois un gel) stabilise également les surfaces, prolonge la durée de vie et constitue une amélioration par rapport à l'ancienne technologie de batterie.

Les ions à l'intérieur d'une batterie passent d'un côté à l'autre pendant l'utilisation et reviennent tout en charge, éventuellement s'usant avec le temps. La solution d'électrolyte aide à améliorer le processus, ralentit la dégradation et améliore la durée de vie.

Cependant, les batteries lithium-ion actuelles sont inflammables, ont une plage de tension limitée et commencent à perdre de leurs performances avec le temps. Similaire à la façon dont votre téléphone ne tient pas aussi bien la charge que lorsque vous l'avez acheté pour la première fois. Ils sont également lourds et peu énergivores.

RELATEDPeut Les vieilles batteries de VE doivent-elles être recyclées ?

La technologie des batteries à semi-conducteurs promet de résoudre la plupart de ces problèmes. Bien qu'une batterie à semi-conducteurs fonctionne de manière très similaire au lithium-ion, elle utilise un matériau solide au lieu des liquides ou des gels des produits actuels. Ce matériau solide peut être n'importe quoi, de la céramique, des polymères ou des sulfites.

En éliminant l'électrolyte liquide inflammable, les batteries à semi-conducteurs ont moins de pièces mobiles et sont plus stables, compactes, légères et sûres. Elles sont également coûteuses et difficiles à fabriquer, c'est pourquoi nous ne les voyons pas déjà dans les véhicules.

Les batteries à semi-conducteurs ne sont pas nouvelles et ne sont généralement utilisées que dans les petites appareils électriques, comme les stimulateurs cardiaques et les équipements médicaux, et la plupart ne sont pas rechargeables. Cela pourrait-il être sur le point de changer ?

Avantages de la batterie à semi-conducteurs dans les véhicules électriques

Smile Fight/Shutterstock.com

L'idée derrière les batteries à semi-conducteurs dans les véhicules électriques est qu'elles seront meilleures dans tous les aspects. Il y a moins de pièces mobiles, aucun liquide ne se déplace et plus compact. Ils ne nécessitent pas non plus le refroidissement du lithium-ion, ce qui réduira le poids tout en améliorant les vitesses de charge.

Les fabricants espèrent que le passage à l'état solide peut améliorer la sécurité et réduire l'inflammabilité, réduire la taille des cellules de batterie, offrir de plus grandes capacités dans le même espace et améliorer les performances. Cela pourrait fournir plus de puissance, des voitures à plus longue autonomie ou des véhicules plus compacts et légers.

RELATED< /strong>Les 7 camions électriques les plus excitants qui “arrivent bientôt”

Une batterie à semi-conducteurs peut théoriquement offrir une plus grande densité d'énergie, des plages de tension plus élevées pour une charge beaucoup plus rapide, une plus grande autonomie et des performances améliorées. De plus, les cellules de la batterie elles-mêmes dureront plus longtemps.

Les batteries au lithium-ion commenceront à se dégrader et à perdre leur capacité énergétique après 1 000 cycles. De nombreuses batteries à semi-conducteurs actuelles peuvent conserver jusqu'à 90 % de leur capacité après plus de 5 000 cycles. Cela signifie que les véhicules électriques dureront encore plus longtemps.

Imaginez avoir un nouveau F-150 Lightning qui se charge plus rapidement, va plus loin, pèse moins, est plus efficace, a une durée de vie plus longue et offre de meilleures performances. C'est l'objectif de la technologie des batteries à semi-conducteurs.

Quand pourrons-nous voir des batteries à semi-conducteurs dans les véhicules électriques ?

Porsche

Malheureusement, la technologie et la fabrication ne sont pas encore là. Les batteries à semi-conducteurs sont coûteuses et complexes à fabriquer dans la taille nécessaire pour un véhicule électrique. Ensuite, les fabricants devraient agrandir leurs installations de production pour répondre à la demande croissante, ce qui constitue un autre défi.

En conséquence, de nombreux experts suggèrent que les batteries à semi-conducteurs pour véhicules électriques ne seront pas proches prêt ou produit en série jusqu'en 2030 au moins. Selon Forbes, nous avons encore un long chemin à parcourir.

RELATED Pouvez-vous relancer une batterie de voiture EV morte ?

Les premières cellules de batterie lithium-ion ont rencontré des obstacles similaires. Mais finalement, ils sont devenus plus abordables, plus faciles à produire et sont maintenant ce sur quoi des millions de personnes, d'appareils et d'automobiles comptent aujourd'hui. Au fil du temps, l'idée est que les batteries à semi-conducteurs suivront le même chemin et deviendront une alternative viable.

En fait, de nombreuses marques automobiles travaillent dur pour que cela devienne une réalité. Le groupe Volkswagen est le principal actionnaire de Quantumscape, une société travaillant sur la technologie des batteries à semi-conducteurs, et nous avons vu des rapports selon lesquels Porsche souhaite les utiliser dans les prochains véhicules électriques. Ford et BMW se sont associés à Solid Power, et de nombreux autres font de même.

Mercedes-Benz travaille sur une technologie de batterie au lithium-silicium plus sûre et plus dense en énergie, et presque chaque constructeur automobile a annoncé un plan pour une nouvelle technologie de batterie, dont la plupart se concentre sur les cellules de batterie à semi-conducteurs.

Et tandis que Toyota est devenu complaisant après la Prius et est à la traîne d'une grande partie de la concurrence dans les véhicules électriques, les batteries à semi-conducteurs pourraient être sa grâce salvatrice. C'est parce que Toyota prévoit de lancer son premier véhicule électrique hybride à semi-conducteurs en 2025 et a investi des milliards dans cette technologie.

Toyota pourrait être la première entreprise à commercialiser des batteries à semi-conducteurs pour les véhicules électriques. , lui donnant une énorme longueur d'avance sur la concurrence.

Réflexions finales

Au cas où vous ne l'auriez pas encore remarqué , les véhicules électriques sont l'avenir. Ils égalent ou surpassent déjà les véhicules à essence dans de nombreux paramètres, et ce n'est que le début. Le passage aux batteries à semi-conducteurs pourrait aider à réduire l'anxiété liée à l'autonomie, à améliorer les performances, à rendre la charge aussi rapide que l'arrêt de l'essence et à inaugurer une nouvelle génération de véhicules électriques.

Nous avons encore une longue, lente et sinueuse chemin à parcourir, mais les progrès vont certainement dans la bonne direction. Quoi qu'il en soit, nous devrons attendre et voir.