Un prototype de batterie pourrait doubler l'autonomie des voitures électriques

Une batterie lithium-ion expérimentale basée sur des matériaux développés dans un laboratoire du Département américain de l'énergie stocke deux fois plus d'énergie que les batteries utilisées dans la plupart des voitures électriques.

Une cellule de batterie plate à haute énergie de Seeo, devant une batterie contenant de nombreuses cellules.

Si la technologie peut être commercialisée, elle pourrait donner aux voitures électriques abordables une autonomie de plus de 200 miles par charge, déclare Hal Zarem, PDG de Seeo, une startup qui travaille sur la technologie. Aujourd'hui, les voitures électriques les moins chères, qui coûtent environ 30 000 dollars, ont généralement une autonomie inférieure à 100 miles.

Alternativement, la capacité de stockage améliorée pourrait être utilisée pour réduire de moitié la taille des batteries tout en maintenant l'autonomie actuelle, ce qui rendrait les véhicules électriques considérablement moins chers. Une batterie conventionnelle d'une autonomie de 100 miles coûte environ 10 000 $.

Seeo, qui est basée à Hayward, en Californie, a récemment levé 17 millions de dollars auprès d'investisseurs, dont Samsung Ventures. Il prévoit de commencer à expédier des batteries à des clients potentiels pour évaluation l'année prochaine.

Le prototype de Seeo est ce qu'on appelle une batterie à semi-conducteurs, ce qui signifie que l'électrolyte liquide utilisé dans les batteries lithium-ion conventionnelles est remplacé par un électrolyte solide. Les électrolytes solides présentent un certain nombre d'avantages potentiels; celui que Seeo a développé utilise du lithium pur, ce qui lui permet de stocker plus d'énergie. D'autres entreprises ont développé des batteries à électrolytes solides et au lithium pur, mais leur capacité de stockage d'énergie, du moins pour les grosses batteries nécessaires aux voitures électriques, est généralement inférieure à ce que Seeo a réalisé.

Seeo fabrique ses batteries sur du matériel conventionnel.

Normalement, les électrolytes solides ne conduisent pas les ions aussi bien que les électrolytes liquides. De plus, le lithium pur a tendance à former des filaments métalliques, ou dendrites, qui provoquent des courts-circuits. Ce problème est généralement évité en incorporant le lithium dans un autre matériau, tel que le graphite.

L'électrolyte solide de Seeo contient cependant deux couches de polymère. L'un est doux et conduit les ions ; l'autre est dure et forme une barrière physique entre les électrodes, pour empêcher les dendrites de provoquer des courts-circuits.

D'autres entreprises qui ont développé des batteries à semi-conducteurs avec du lithium pur ont été obligées d'apporter des modifications ailleurs dans la batterie qui ont réduit la capacité de stockage, en grande partie en raison des limitations de tension des électrolytes solides. Seeo a pu éviter ce problème, bien qu'il ne donne pas de détails.

Zarem affirme que les batteries peuvent être fabriquées à l'aide d'équipements conventionnels pour la fabrication de batteries lithium-ion, ce qui pourrait aider à réduire les coûts.

Certaines questions clés demeurent. Seeo ne sait pas encore combien de fois les batteries peuvent être rechargées, par exemple. Dans un test en cours, les cellules prototypes ont jusqu'à présent survécu à plus de 100 charges, mais pour être pratiques, elles devront durer plus de 1 000 cycles.

Un autre défi est que les batteries lithium-ion existantes deviennent rapidement moins chères et meilleures. En augmentant la production de batteries conventionnelles, Tesla Motors et Panasonic visent à produire des voitures électriques qui coûtent 35 000 $ et ont une autonomie de 200 milles.

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