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Solvay au cœur de la recherche sur la batterie du futur

La course à la batterie "tout-solide" est un enjeu de taille pour l'industrie mondiale. ©AFP

Plus compacte, plus sûre et avec une densité énergétique plus élevée, la batterie à électrolyte solide représente le futur de l'industrie. Alors que l'Europe cherche à se créer une chaîne de valeur, le groupe Solvay accélère sa recherche et prend les devants.

Face aux géants de la batterie américains et asiatiques, l'Europe n'a pas dit son dernier mot. Dans la foulée du lancement de l'Alliance européenne de la batterie en 2017 - qui vise la création d'une chaîne de valeur compétitive et durable de fabrication de cellules de batterie - de nombreuses entreprises du continent se sont réunies, histoire de ne pas se faire distancer par la concurrence et de réduire la dépendance du secteur à l'approvisionnement étranger.

Parmi elles, on retrouve Saft (TotalEnergies), ACC (Stellantis, Mercedes et TotalEnergies), Manz ou encore Siemens, ainsi que quelques Belges comme Umicore, Nanocyl mais aussi le groupe chimique Solvay. Cette semaine, ce dernier a reçu le soutien de l'État français, dans le cadre du programme IPCEI (Important Projects of Common European Interest) de la Commission européenne afin d'accélérer sa recherche dans le développement de la batterie "tout-solide" (aussi appelée batterie à semi-conducteurs).

"Ensemble, les États membres et leurs régions ont contribué aux projets de R&D et industriels de Solvay avec des subventions spécifiques d'une valeur totale de plusieurs millions d'euros."
Ludovic Odoni
Responsable de la technologie pour la plateforme des matériaux de batterie chez Solvay.

"Ensemble, les États membres et leurs régions ont contribué aux projets de R&D et industriels de Solvay avec des subventions spécifiques d'une valeur totale de plusieurs millions d'euros", indique Ludovic Odoni, le responsable de la technologie pour la plateforme des matériaux de batterie chez Solvay. Cette fois, c'est donc la France qui a mis la main au portefeuille, sans pour autant que les montants puissent être divulgués. "Néanmoins, le programme de batteries est principalement financé par les propres investissements de Solvay", précise Ludovic Odoni.

Le futur de la batterie

Si la recherche de Solvay en matière de batteries "tout-solide" suscite tant d'enthousiasme, c'est parce que cette évolution technologique est censée transformer radicalement l'industrie de la batterie.

Aujourd'hui, les batteries lithium-ion de nos véhicules, téléphones et ordinateurs portables utilisent un électrolyte liquide pour faire circuler les ions de la cathode à l'anode, et inversement, et ainsi charger et décharger la batterie. Le problème de l'électrolyte est, en plus de prendre de la place, qu'il est hautement inflammable et représente un risque en cas de défaut de fabrication. Depuis de nombreuses années, de nombreux chercheurs s’attellent à mettre au point une alternative solide et plus sûre à l'électrolyte.

"Pour les batteries 'tout-solide' complètes, Solvay s'appuie sur ses compétences de base en chimie inorganique pour développer des conducteurs ioniques solides avancés."
Ludovic Odoni
Responsable de la technologie pour la plateforme des matériaux de batterie chez Solvay.

Désormais, le défi majeur est de trouver le matériau conducteur qui ne réduira pas les performances de la batterie. "Pour les batteries 'tout-solide' complètes, Solvay s'appuie sur ses compétences de base en chimie inorganique pour développer des conducteurs ioniques solides avancés, également appelés électrolytes solides, qui constitueront le matériau de base de la nouvelle conception de batteries tout-solide", explique Ludovic Odoni. À terme, l'objectif est que les batteries "tout-solide" soient plus compactes et plus sûres, avec une densité énergétique plus élevée, permettant une charge plus rapide et une autonomie accrue pour les véhicules électriques.

2026
Selon les fabricants de batteries, les batteries "tout-solide" devraient être disponibles pour l'adoption initiale des véhicules électriques d'ici 2026.

Phase industrielle

Pour l'instant, c'est donc la quête du conducteur idéal qui anime les chercheurs du monde entier. En Belgique, à part Solvay bien sûr, un programme de recherche mené par l'UCLouvain et financé, entre autres, par le géant Toyota a débouché sur la découverte en 2019 d'un nouveau matériau, le LTPS, présentant des caractéristiques prometteuses. "Dans le matériau que nous avons découvert, le LTPS, les coefficients de diffusion du lithium sont les plus élevés jamais observés dans un matériau solide", nous racontait alors Geoffroy Hautier, professeur et chercheur à l'Institut de la matière condensée et des nanosciences de l'UCLouvain.

Mais l'autre défi pour la recherche est qu'elle doit rattraper le train du véhicule électrique. Aujourd'hui, alors que les constructeurs dévoilent les plans d'électrification de leur flotte les uns après les autres, la chaîne de valeur européenne de la batterie doit s'accélérer et emboîter le pas à l'industrie automobile. Pour la batterie tout-solide, il faudra toutefois faire preuve d'encore un peu de patience. "Les fabricants de batteries prévoient que les batteries "tout-solide" seront disponibles pour l'adoption initiale des véhicules électriques d'ici 2026. Nous prévoyons qu'elles seront produites en série à la fin de la décennie", signale Ludovic Odoni.

En attendant, Solvay continue de placer ses pions. Le groupe a récemment inauguré une nouvelle ligne de production pilote à La Rochelle, en France, ainsi que deux autres laboratoires à Paris et à Bruxelles. Plus que jamais, la révolution est en marche.

Le résumé

  • Le groupe chimique Solvay a reçu le soutien de l'État français pour son programme de recherche sur la batterie "tout-solide".
  • Plus sûre, plus compacte et plus performante, la batterie "tout-solide" est vue comme le futur de l'industrie.
  • À travers le monde, les chercheurs s'efforcent de trouver un matériau conducteur solide afin de le substituer à l'électrolyte liquide des batteries actuelles.

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