Récemment, le secteur des batteries à semi-conducteurs a connu une multiplication de signaux indiquant des percées industrielles. Des applications en aval à la fabrication en milieu de chaîne, en passant par les matériaux en amont, des efforts collaboratifs à travers toute la chaîne industrielle poussent cette « course » technologique vers son apogée — la commercialisation des batteries tout solide devient une réalité à un rythme sans précédent.
Collaboration sur toute la chaîne industrielle, la voie de commercialisation s’éclaircit progressivement
Les constructeurs automobiles en aval passent des perspectives technologiques à des « calendriers » concrets, insufflant une forte confiance dans la commercialisation des batteries tout solide. Chery a récemment présenté son module de batterie tout solide nommé « Rhino S ». Selon les rapports, la cellule affiche une densité énergétique allant jusqu’à 600 Wh/kg, utilisant une combinaison d’un « système d’électrolyte solide polymérisé in situ » et d’un matériau de cathode riche en lithium et manganèse. Elle a démontré des performances stables lors de tests de sécurité extrêmes et est prévue pour une phase d’essai en 2026, avec une production de masse à grande échelle planifiée pour 2027. D’ici là, l’autonomie des véhicules équipés de cette batterie devrait atteindre jusqu’à 1 500 kilomètres.
Le géant traditionnel Toyota a également annoncé son intention de lancer son premier modèle de véhicule électrique équipé d’une batterie tout solide au sulfure dès 2027. Selon des plans antérieurs, Toyota établira d’abord une usine de batteries à semi-conducteurs d’une capacité annuelle de 10 GWh. La première série de batteries tout solide sera prioritairement destinée aux modèles de véhicules électriques haut de gamme de sa marque Lexus, renforçant ainsi son positionnement stratégique dans la voie technologique des batteries de nouvelle génération.
Dans le segment de la fabrication de batteries en milieu de chaîne, les entreprises consolident les bases de l’industrialisation grâce à des investissements en capital et à l’itération technologique. CBEA a observé que Sunwoda a récemment introduit la batterie tout solide polymère « Xin·Bixiao » avec une densité énergétique de 400 Wh/kg, atteignant un équilibre entre haute densité énergétique, longue durée de vie et sécurité élevée. Zenergy prévoit de lever environ 50 millions de HKD spécifiquement pour la construction d’une ligne de production pilote pour les batteries tout solide, faisant progresser la technologie du laboratoire vers la production d’essai à l’échelle. Parallèlement, WELION New Energy a sécurisé des commandes ESS d’une valeur d’environ 4 milliards de yuans, ouvrant un scénario de commercialisation important pour les batteries à semi-conducteurs au-delà des véhicules électriques.
Dans le secteur des équipements pour batteries lithium, YIFI Laser, en collaboration avec Golden Feather, a livré le premier lot de batteries cylindriques tout solide au lithium métallique, démontrant son positionnement prospectif dans les nouvelles générations de batteries. Lead Intelligent Equipment, en adhérant à sa stratégie de « synchronisation technologique, équipement en premier », a pris les devants en réalisant des percées sur les solutions complètes et les équipements clés pour les batteries solides. Son équipement de revêtement à sec réduit considérablement la consommation d'énergie, tandis que des procédés innovants tels que le mélange d'électrolyte solide et l'empilement sans séparateur ont atteint des niveaux d'efficacité leaders dans l'industrie. Les équipements associés ont intégré les chaînes d'approvisionnement d'entreprises de premier plan mondial et ont obtenu des commandes répétées, ouvrant la voie à la production en série à grande échelle des batteries tout solide.
Côté matériaux en amont, les efforts se concentrent sur le franchissement du goulot d'étranglement central que représentent les électrolytes. Récemment, SVOLT Energy Technology s'est associé à HSC New Energy Materials pour développer des électrolytes solides sulfurés. En s'appuyant sur les avantages de ce dernier dans la voie de synthèse en phase liquide pour la production de sulfure de lithium de haute pureté, ils ont réalisé une percée en conductivité ionique de 5,57 mS/cm. Easpring Technology a formé une collaboration approfondie avec Boyuan Chemical, engageant une coopération intersectorielle « matériaux-chimie » sur des matières premières clés en amont telles que l'iodure de lithium et le sulfure de lithium. Ceci est considéré par l'industrie comme une étape importante dans l'industrialisation des électrolytes sulfurés. LionGo New Energy, avec sa feuille de route technologique complète couvrant « liquide-hybride solide-liquide-solide », a construit un avantage compétitif unique dans l'industrie des électrolytes.
Parallèlement, Qingtao Energy, grâce à l'innovation matérielle, a développé un nouvel électrolyte solide argyrodite co-dopé O/F. Tout en améliorant la conductivité ionique, il a réduit les coûts des matières premières à 3,65 % de ceux des systèmes traditionnels, levant ainsi les obstacles liés au coût et à la stabilité environnementale pour l'application à grande échelle des systèmes sulfurés.
Les percées académiques ouvrent la voie à l'industrialisation
Alors que l'industrie accélère l'industrialisation des batteries tout solide, la recherche en laboratoire progresse en parallèle, se concentrant sur la résolution des goulots d'étranglement inhérents aux technologies clés dès la source et fournissant un soutien crucial pour surmonter les obstacles techniques majeurs sur la voie de l'industrialisation.
Concernant le défi crucial du contact interfacial, une équipe dirigée par Huang Xuejie de l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences a récemment réalisé une percée majeure. L'équipe a introduit des ions iodure dans les électrolytes sulfures pour une régulation anionique, développant la première « batterie tout solide au lithium métal avec électrolyte sulfure sans pression externe » au monde. Cette technologie permet l'auto-réparation et un contact étroit entre l'électrode et l'électrolyte sans pression externe, offrant une nouvelle solution très prometteuse avec un potentiel de production de masse pour résoudre le défi ultime de l'impédance de l'interface solide-solide.
Parallèlement, de nouvelles solutions sont apparues pour relever les défis de la conductivité ionique et des performances à basse température. Une équipe dirigée par Sun Xueliang de l'Université orientale de technologie de Ningbo, en collaboration avec des partenaires internationaux, a innové en développant des électrolytes halogénures à ultra-haute conductivité et en clarifiant la voie de transport tétraédrique tridimensionnelle continue, permettant un fonctionnement cyclique stable des batteries tout solide dans des conditions de température ultra-basses. Cela élargit considérablement leurs limites d'application dans des scénarios extrêmes tels que les régions polaires sur Terre et l'aérospatiale.
Ces deux percées, ciblant respectivement les goulots d'étranglement centraux du « contact interfacial » et de la « conduction ionique », injectent un élan d'innovation original de pointe pour accélérer les percées industrielles.
Perspectives et défis coexistent
Avec l'avancement collaboratif de l'industrie, du monde universitaire et de la recherche, les perspectives commerciales des batteries tout solide deviennent de plus en plus claires. Le cabinet de recherche EVTank prédit que les expéditions mondiales de batteries à l'état solide atteindront 614 GWh d'ici 2030, les batteries tout solide représentant près de 30 %. Derrière cette prévision optimiste se cache un calendrier d'industrialisation clair : les batteries semi-solides ont déjà atteint des expéditions de niveau GWh et pénètrent progressivement le marché des véhicules particuliers, tandis que le calendrier de production de masse des batteries tout solide a généralement été avancé de 2030 à 2027, certaines entreprises leaders ayant même initié des travaux de conception de lignes de production.
Cependant, l'industrie reste bien consciente des défis techniques. Zhao Shengyu, Président de Hymson Laser, a souligné que pour résoudre véritablement les problèmes d'interface solide-solide et de stabilité, les batteries à l'état solide doivent évoluer vers la semi-conductoration, la formation de couches minces et la structuration micro-nano. Ce n’est qu’en maîtrisant avec précision la structure atomique que la stabilité et la contrôlabilité peuvent atteindre un état idéal — un objectif qui pourrait prendre encore une décennie à réaliser. Yang Hongxin, président-directeur général de SVOLT Energy Technology, a également admis : « Les procédés et équipements liés aux batteries tout solide sont loin d’être matures, et un écart important subsiste avant qu’une véritable production de masse ne soit atteinte. » Cette attitude prudente, parallèlement à une planification active, reflète la rationalité et le pragmatisme du développement industriel.
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