CATL confirme ses projets de batteries à électrolyte solide pour les voitures électriques

Des cellules plus petites, de plus grandes ambitions

CATL travaille sur des batteries entièrement à électrolyte solide, dans lesquelles l’électrolyte liquide des batteries lithium-ion conventionnelles est remplacé par un électrolyte solide. Cette technologie permet de stocker davantage d’énergie dans une batterie plus compacte et plus légère.

Le fabricant chinois a fait évoluer son programme de développement, passant de cellules expérimentales de 10 Ah à des prototypes de 20 Ah. Cette étape avait déjà été annoncée en novembre 2024 et témoigne des progrès réalisés par CATL dans le développement de cellules de plus grande capacité et des procédés de fabrication associés.

La capacité de 20 Ah reste relativement limitée par rapport aux cellules de plus grande capacité utilisées aujourd’hui dans de nombreuses voitures électriques. Par ailleurs, la capacité exprimée en ampères-heures ne permet pas, à elle seule, de déterminer la quantité totale d’énergie stockée. La tension de la cellule joue également un rôle important.

L’objectif final de CATL est d’atteindre une densité énergétique d’environ 500 Wh/kg. Ce chiffre serait nettement supérieur à celui de la plupart des batteries lithium-ion actuelles. Il s’agit toutefois encore d’un objectif de développement, et non d’une caractéristique confirmée pour une cellule prête à être produite en série.

Pour les voitures électriques, cette technologie pourrait offrir des avantages considérables. Les constructeurs pourraient développer des batteries plus légères sans compromettre l’autonomie, ou stocker davantage d’énergie pour un poids de batterie comparable.

Des défis techniques à relever

Malgré des perspectives prometteuses, la technologie n’est pas encore totalement au point. Robin Zeng, dirigeant de CATL, a déclaré en juin que les batteries entièrement à électrolyte solide n’avaient atteint que le niveau quatre sur une échelle de maturité technologique allant de un à neuf.

L’un des principaux défis concerne l’électrolyte solide. CATL utilise des matériaux à base de sulfures, capables de conduire efficacement les ions lithium.

Le problème se situe au niveau du contact entre les différents matériaux solides à l’intérieur de la cellule. Lors des cycles de charge et de décharge, les électrodes se dilatent puis se contractent. Ces variations peuvent détériorer le contact entre les matériaux, avec des conséquences sur les performances et la durée de vie de la batterie.

Pour éviter ce phénomène, les cellules doivent maintenir une pression de contact suffisante. Cela complique leur conception et leur processus de fabrication.

Les électrolytes à base de sulfures sont également sensibles à l’humidité. Lorsque certains composés sulfurés réagissent avec l’eau, ils peuvent libérer du sulfure d’hydrogène, un gaz toxique. Leur fabrication nécessite donc un environnement strictement contrôlé.

CATL doit encore démontrer que ses batteries peuvent supporter un nombre suffisant de cycles de charge, offrir une recharge rapide et être produites à un coût acceptable.

Une concurrence de plus en plus forte

CATL n’est pas seul dans la course aux batteries à électrolyte solide. Plusieurs grands constructeurs automobiles et fabricants de batteries souhaitent commercialiser cette technologie au cours des prochaines années.

Toyota travaille avec Idemitsu sur des batteries entièrement à électrolyte solide et prévoit d’introduire ses premières voitures électriques équipées de cette technologie entre 2027 et 2028. Le constructeur japonais évoque une autonomie potentielle pouvant atteindre 1 200 kilomètres et des temps de recharge considérablement réduits.

Samsung SDI vise également une production de masse au second semestre 2027. L’entreprise sud-coréenne étudie notamment une architecture de batterie sans anode préalablement intégrée, qui pourrait permettre d’atteindre une densité énergétique particulièrement élevée.

Les premières applications ne concerneront toutefois pas nécessairement les voitures électriques. Samsung SDI envisage également d’utiliser cette technologie dans des robots humanoïdes.

BYD développe aussi des batteries à électrolyte solide par l’intermédiaire de sa division spécialisée FinDreams. Le fabricant chinois souhaite lancer une production limitée en 2027, avant de passer à des volumes plus importants vers 2030.

Les différents calendriers de production restent cependant difficiles à comparer directement. Une production pilote limitée ne correspond pas à une production de masse, et aucune de ces échéances ne garantit une disponibilité immédiate de ces batteries pour les consommateurs.

Quand arriveront-elles dans les voitures électriques ?

Bien que 2027 soit de plus en plus souvent présenté comme une année importante pour les batteries à électrolyte solide, cela ne signifie pas que les voitures électriques équipées de cette technologie seront disponibles à grande échelle dès cette date.

CATL n’a pour l’instant annoncé aucun modèle automobile, client ou prix concret. Le fabricant estime qu’il ne pourra atteindre une échelle de production suffisante pour une commercialisation plus large de cette technologie que vers 2030.

Par ailleurs, l’autonomie finale ne dépendra pas uniquement de la densité énergétique des cellules. L’encombrement du pack de batteries complet, le poids de son boîtier et la consommation énergétique du véhicule resteront également des facteurs déterminants.

Un avenir prometteur

Les batteries à électrolyte solide pourraient rendre la prochaine génération de voitures électriques plus efficiente, plus légère et potentiellement plus sûre. Leur densité énergétique supérieure pourrait également contribuer à augmenter l’autonomie sans nécessiter des packs de batteries toujours plus lourds.

Le défi ne se limite toutefois pas à développer une cellule affichant des caractéristiques techniques impressionnantes. La technologie doit également être fiable, durable et abordable.

En parallèle, CATL et d’autres fabricants continuent d’investir dans l’amélioration des batteries lithium-ion existantes, de la technologie LFP et des batteries sodium-ion.

Pour les automobilistes qui envisagent aujourd’hui l’achat d’une voiture électrique, attendre l’arrivée des batteries à électrolyte solide n’est donc pas nécessairement le meilleur choix. Les technologies actuelles continuent de progresser rapidement, tandis que la commercialisation à grande échelle des batteries entièrement à électrolyte solide devrait encore prendre plusieurs années.

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