Depuis 5 ou 6 ans, l’électrolyte solide est érigé en Graal technologique de la mobilité électrique. Ses atouts ? Une sécurité accrue, une densité énergétique deux fois supérieure et une recharge accélérée. Les promesses de bond technologique sont nombreuses, mais leur concrétisation industrielle reste lointaine et, pire, elle est même sans cesse repoussée, même par les spécialistes chinois. Il faut dire que les tests en laboratoire doivent encore se poursuivre tandis que la production de ces électrolytes est particulièrement complexe. De quoi rendre caduque l’échéance de 2026 ou 2027 pour leur commercialisation.
Mais pendant que la batterie solide semble pédaler dans la semoule, une autre voie progresse à grands pas. Attention : celle-ci ne bouleverse toutefois pas l’architecture des cellules lithium-ion, mais elle en modifie l’un de leurs éléments clés : l’anode. Une approche qui est donc compatible avec l’existant, ce qui ne manque pas de simplifier les choses.
L’anode, terrain stratégique
Dans une batterie lithium-ion, l’anode joue un rôle déterminant. C’est elle qui accueille les ions de lithium lors de la charge et qui conditionne directement la capacité énergétique, la vitesse de recharge et, en partie, la durée de vie de la cellule. Jusqu’à présent, le graphite s’imposait comme matériau de référence en raison de sa stabilité et de sa fiabilité industrielle.
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Mais cette domination a un coût. En 2023, plus de 90% du raffinage mondial du graphite dépendait de la Chine, ce qui expose les constructeurs occidentaux à une forte vulnérabilité ou dépendance. À cela s’ajoutent les enjeux environnementaux (la Chine est opaque sur les conditions d’extraction, de traitement, etc.) tandis que le graphite a aussi un impact direct sur le poids des batteries. C’est dans ce contexte que le silicium revient sur les devants de la scène et cette fois comme matériau principal pour l’anode.
Un saut de performances important
Deux acteurs américains, Group14 Technologies et Sionic Energy, ont récemment publié des résultats qui confirment le potentiel du silicium utilisé à grande échelle. Leur anode silicium-carbone – dépourvue de graphite donc – affiche une densité énergétique pouvant atteindre 400 Wh/kg, là où les cellules actuelles oscillent au mieux entre 150 et 300 Wh/kg – 160 Wh/kg pour les LFP et 250 Wh/km pour les NMC.
Les performances annoncées s’inscrivent dans des conditions manifestement réalistes : stabilité sur plus de 1.200 cycles et fonctionnement validé à 45 °C et 60 °C. Selon Group14, cette architecture permettrait également des recharges très rapides inférieures à dix minutes selon l’usage. Le tout en augmentant l’énergie embarquée de plus de 50%. Et ce n’est pas tout : l’autre atout majeur reste industriel, car ces anodes peuvent être intégrées dans les chaînes de production existantes sans modifications des outils. La différence fondamentale avec les batteries solides est donc fondamentale, car ces dernières imposent de repartir de presque zéro.
Des usages réels
Mais la plus belle des nouvelles, c’est que ces anodes en silicium ne sont plus cantonnées aux laboratoires. Des smartphones haut de gamme en Chine exploitent déjà cette technologie pour accroître la capacité sans épaissir les appareils. Dans l’automobile, Group14 fournit l’anode de la batterie de 100 kWh de la McMurtry Spéirling, une hypercar électrique.
Cela dit, il faut rester prudent, comme certains constructeurs le préconisent. Mercedes-Benz avait en effet envisagé des anodes en silicium pour son Classe G électrique, avant de revoir sa copie. Pourquoi ? Mystère. Il apparaît par contre que General Motors travaille également sur ses propres solutions.
Mais ça se comprend, car le silicium n’est pas exempt de défis. Son principal point faible reste son expansion volumique lors des cycles de charge et qui est susceptible de dégrader l’électrode et l’électrolyte. Sionic Energy affirme avoir contourné ces limites grâce à un liant spécifique et une architecture interne optimisée. Concluant ? Apparemment oui, car Sionic prévoit une arrivée sur le marché automobile soit fin 2026 ou début 2027.
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