Les véhicules électriques envahissent lentement le marché automobile mondial. Il fut un temps où le scepticisme abondait quant au moment où l'adoption des véhicules électriques décollerait réellement, mais maintenant, les véhicules électriques se vendent si bien que les fabricants ne peuvent plus en faire assez. Cependant, une critique majeure qui a tourmenté les véhicules électriques concerne la technologie des batteries.
La bonne nouvelle est qu'une nouvelle technologie de batterie est en route et que les batteries à semi-conducteurs font partie de cette nouvelle vague de technologie de batterie qui va révolutionner le marché. Alors, qu'est-ce qu'une batterie à semi-conducteurs et comment améliorera-t-elle votre VE ?
Que sont les batteries à semi-conducteurs ?
Les batteries à semi-conducteurs surpassent les batteries lithium-ion traditionnelles dans toutes les métriques théoriques, y compris le Saint Graal des véhicules électriques: la gamme. Bien sûr, tout cela est en théorie parce que les batteries à semi-conducteurs n'ont pas encore été installées dans un véhicule de production de l'un des
les principaux constructeurs automobiles qui proposent des véhicules électriques.Quoi qu'il en soit, le battage médiatique autour des batteries à semi-conducteurs se construit parce que les changements qu'elles promettent sont vraiment révolutionnaires. Les batteries à semi-conducteurs comportent un électrolyte solide, tandis que les batteries lithium-ion traditionnelles utilisent un électrolyte liquide pour faciliter le mouvement des ions entre les électrodes positives et négatives du la batterie.
Cette différence majeure est le catalyseur de nombreux avantages dont bénéficient les batteries à semi-conducteurs par rapport aux batteries conventionnelles. Les batteries à semi-conducteurs promettent également une densité d'énergie supérieure par rapport au lithium-ion, qui en profane signifie que vous pouvez obtenir plus d'autonomie avec une batterie à semi-conducteurs de la même taille qu'une batterie au lithium-ion.
La densité de puissance supplémentaire réduit également le poids car vous pouvez emballer une batterie plus petite et plus légère dans un véhicule, et cette batterie vous fournira les mêmes performances qu'une batterie lithium-ion plus lourde la batterie. Une autre chose à considérer est les avantages de l'emballage. Les batteries à semi-conducteurs occupent moins d'espace, ce qui permet aux fabricants de les emballer plus efficacement, ce qui est particulièrement avantageux pour les véhicules électriques performants qui cherchent à abaisser le centre de masse du véhicule.
Comment fonctionnent les batteries à semi-conducteurs ?
Eh bien, en termes de batterie, elles sont en fait assez similaires aux batteries lithium-ion. Ils créer de l'électricité par le mouvement des ions entre la cathode et l'anode (ou les électrodes), créant un flux électrique qui peut être redirigé pour alimenter le moteur électrique d'un véhicule. Si des ions circulent de l'électrode positive (cathode) vers l'électrode négative (anode), la batterie est en charge. Dans le cas contraire, la batterie libère de l'énergie.
Dans les batteries lithium-ion traditionnelles, l'anode et la cathode prennent en sandwich une couche de séparation intermédiaire, ce qui empêche les électrolytes des deux électrodes de se mélanger. Mais, dans les batteries à semi-conducteurs, le séparateur n'est pas présent car l'électrolyte est en fait solide, promettant des batteries plus légères et un meilleur emballage. Les ions se déplacent toujours à travers l'électrolyte solide, mais la plus grande densité de l'électrolyte solide est ce qui fournit une plus grande densité d'énergie.
Un autre avantage de l'électrolyte solide est la réduction des risques de sécurité car il n'y a pas de liquide à renverser si accidentellement perforé lors d'un accident, ce qui réduit le risque d'incendie potentiel à partir d'un matériau éventuellement inflammable électrolyte.
Les batteries à semi-conducteurs peuvent potentiellement présenter une densité d'énergie supérieure à celle des batteries lithium-ion ordinaires, ce qui peut être attribué à plusieurs raisons. Selon MIT Nouvelles, l'une des principales raisons de la plus grande densité d'énergie des batteries à semi-conducteurs vient du fait que ces batteries comportent une électrode en lithium métal pur.
Les gains potentiels de densité d'énergie que procurent les batteries à semi-conducteurs proviennent du fait qu'elles permettent l'utilisation de le lithium métal comme l'une des électrodes, ce qui est beaucoup plus léger que les électrodes actuellement utilisées en lithium infusé graphite.
La cathode et l'électrolyte sont tous deux solides dans une batterie à semi-conducteurs, ce qui est une autre percée qui permet à ces batteries de promettre des performances aussi étonnantes par rapport aux batteries conventionnelles offrandes.
Y a-t-il des inconvénients aux batteries à semi-conducteurs ?
Les batteries à semi-conducteurs semblent parfaites, mais bien sûr, elles ne le sont pas. Il y a certaines choses à considérer lors de l'examen des batteries à semi-conducteurs, et il est prudent de savoir où en est actuellement la technologie.
Il est de la plus haute importance de séparer le potentiel de la technologie de l'endroit où elle se trouve réellement dans son état actuel. La recherche sur les batteries à semi-conducteurs est en cours et la technologie n'est évidemment pas aussi avancée que les batteries lithium-ion, c'est pourquoi elles ne sont pas disponibles dans votre Tesla, Chevy Bolt ou autre.
L'un des problèmes majeurs qui doit être surmonté est le mouvement des ions à travers le séparateur solide. Selon Batterie Flash, le séparateur de la batterie à semi-conducteurs doit fonctionner à haute température pour fonctionner efficacement.
Les ions sont de la matière, des atomes, et il est donc logique qu'ils se déplacent plus facilement dans un liquide, alors que un solide (un séparateur en céramique) doit avoir une composition spéciale pour pouvoir permettre aux ions de se déplacer librement.
Il y a déjà séparateurs hautes performances dans ce sens, mais uniquement à des températures élevées, car les électrodes solides ne deviennent de bons conducteurs à des températures supérieures à 50 degrés. Cette limite signifie que la technologie à semi-conducteurs est encore peu utilisée dans les véhicules réels, car nous ne pouvons pas supposer que la batterie est toujours chaude
Évidemment, aucune technologie n'est parfaite dès le départ, et la recherche se poursuit dans le domaine des batteries à semi-conducteurs. D'autres inconvénients existent, mais beaucoup de ressources sont engagées pour trouver des solutions à ces problèmes.
La technologie des batteries à semi-conducteurs bénéficie d'un soutien massif de l'industrie automobile, et ces investissements accéléreront la préparation de la production de ces batteries. La gamme de véhicules électriques de VW bénéficieront certainement de ces percées possibles dans la technologie des batteries.
Attendez-vous à voir bientôt des batteries à semi-conducteurs
Les fabricants de véhicules électriques misent sur la technologie des batteries à semi-conducteurs et les géants de l'automobile engagent des fonds pour la recherche et le développement de la technologie des batteries à semi-conducteurs ne feront qu'accélérer le temps nécessaire pour les amener à marché.
Les batteries à semi-conducteurs offrent beaucoup trop d'avantages par rapport aux batteries lithium-ion traditionnelles pour être ignorées. Attendez-vous à de nombreuses autres percées dans la technologie des batteries à semi-conducteurs dans les années à venir et à une poussée massive pour amener ces batteries à la viabilité commerciale pour une utilisation dans les véhicules électriques.