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Le domaine très fréquenté de la technologie de stockage d'énergie à semi-conducteurs est sur le point de devenir un peu plus encombré l'année prochaine, lorsque l'équipementier automobile allemand Schaeffler dévoilerait sa nouvelle batterie à semi-conducteurs pour véhicules électriques au CES 24. Si les deux premiers mots qui vous viennent à l'esprit sont « Schaeffler » et « who » rejoignent le club. Néanmoins, l’entreprise de 75 ans connue pour ses roulements à billes s’est solidement implantée dans le monde raréfié de la recherche sur les batteries à semi-conducteurs.

Une nouvelle batterie EV à semi-conducteurs sera dévoilée au CES 2024

Le Consumer Electronics Show annuel aura lieu à Las Vegas du 9 au 12 janvier 2024 et Semaine automatique a le scoop sur la nouvelle batterie EV à semi-conducteurs.

« Lors du prochain CES 2024, le fournisseur Schaeffler Americas présentera un « nouvelle génération » entièrement à semi-conducteurs batterie EV », a noté Semaine automatique journaliste Todd Lassa la semaine dernière.

Lassa a eu l'occasion de parler avec Rashid Farahati, directeur de l'ingénierie de Schaeffler Americas, mais apparemment, Farahati jouait le jeu au plus près du gilet.

"La batterie à semi-conducteurs de Schaeffler présentée au CES est fabriquée à partir de pièces prototypes enfermées dans un pack construit par une autre société spécialisée dans la fabrication de petits échantillons à l'échelle du laboratoire", a rapporté Lassa, ce qui ne dévoile pas exactement le jeu.

Qu’est-ce que cette nouvelle batterie Solid State EV exactement ?

Lassa a également pris note d'une collaboration entre Honda, Schaeffler et l'Institut de recherche sur les matériaux et la fabrication de l'Université d'État de l'Ohio sur un nouveau centre de recherche sur les batteries, qui ouvrira ses portes en 2025.

Le nouveau centre de recherche n'est pas le premier projet reliant OSU à Honda. En janvier 2023, OSU a annoncé son partenariat avec Honda et le laboratoire national Argonne du ministère américain de l'Énergie sur un projet qui a obtenu un financement de 3.8 millions de dollars dans le cadre du programme EVs4ALL du ministère de l'Énergie. Les partenaires ont pour mission de développer « davantage batteries de véhicules électriques abordables et efficaces. »

Le prix EVs4ALL s'appuie sur des recherches antérieures menées à l'OSU, qui ont abouti à un prototype de batterie EV capable de « tolérer une charge rapide tout en présentant une longévité bien supérieure aux cellules lithium-ion de pointe actuelles », comme le décrit l'école.

"La technologie peut potentiellement doubler la durée de vie utile de la batterie, réduire la taille du pack, diminuer le coût des cellules et de la batterie et permettre une charge rapide", a souligné l'OSU. Cette description correspond à la facture des batteries EV à semi-conducteurs, bien que l’OSU n’ait pas utilisé ces mots dans son annonce.

Sérieusement, qu'est-ce que c'est ?

La subvention de 3.8 millions de dollars visait à résoudre certains problèmes de fabrication liés à la production commerciale de la nouvelle batterie à semi-conducteurs et à garantir une « compatibilité immédiate » avec d'autres composants. De plus, les partenaires avaient pour mission d'optimiser les performances par temps froid.

Quant à sa composition, OSU a également joué aussi près du gilet. « La technologie des batteries de l’Ohio State est basée sur des matériaux abondants et peu coûteux, qui présentent une longévité exceptionnelle dans des scénarios de charge extrêmement rapide », c’est tout ce que l’école avait à dire.

Cela laisse l’angle de l’état solide enveloppé de mystère pour l’instant, bien qu’un autre indice soit apparu en août, lorsque Schaeffler a annoncé que l’OSU était la dernière institution à héberger son programme « entreprise sur le campus » Schaeffler Hub for Advanced Research.

« [L]e programme collaboratif se concentrera sur électrolyte entièrement solide (ASSE) avec des projets futurs de recherche et de développement sur les piles à combustible », a expliqué Schaeffer.

« Le programme SHARE de l'Ohio State University est le cinquième au monde et se concentre sur batteries à semi-conducteurs et technologie des piles à combustible. Il complète parfaitement notre portefeuille, d'autant plus que l'hydrogène joue un rôle crucial pour Schaeffler en tant que source d'énergie pour un avenir durable et neutre en carbone », ajoutent-ils.

Également en août, Anne Co, professeure à l'OSU – chercheuse principale du projet EVs4ALL – a été choisie comme contact pour une nouvelle subvention de près de 3 millions de dollars du bureau ARPA-E du ministère de l'Énergie pour des projets à haut risque et à haute récompense.

« La clé de l’adoption des véhicules électriques est une batterie fiable et peu coûteuse qui peut se charger rapidement et offrir des performances et une conservation d'autonomie améliorées par temps froid par rapport aux options commerciales de pointe », a expliqué l'ARPA-E.

"L'Université d'État de l'Ohio développera une technologie de batterie haute puissance dotée d'une anode à oxyde d'entropie élevée (HEO) capable de tolérer une charge rapide tout en démontrant une longévité bien supérieure aux cellules lithium-ion de pointe actuelles", ont-ils ajouté.

Voici la nouvelle batterie Solid State EV de Schaeffler

L’application de matériaux d’oxyde à haute entropie aux systèmes de batteries à semi-conducteurs pour véhicules électriques est une chose relativement nouvelle, ce qui pourrait expliquer l’intérêt de l’ARPA-E. « Le concept de haute entropie (HE) est une stratégie qui peut permettre la variabilité compositionnelle nécessaire à la conception de nouveaux matériaux pour les batteries de nouvelle génération", a expliqué une équipe de chercheurs canadiens dans une revue de l'état de la science l'année dernière.

"Inspirés par les alliages HE, les oxydes HE constituent une classe émergente de céramiques multicomposants dotées de propriétés électrochimiques prometteuses", ont-ils expliqué. « Nous mettons en avant les résultats récents sur les oxydes HE pour la cathode et l'anode. De plus, nous discutons de certains résultats émergents sur les électrolytes solides HE et les anodes en alliage HE.

L'utilisation de matériaux céramiques dans un véhicule en mouvement peut ressembler à un accident imminent, mais lorsque les chercheurs en batteries parlent de matériau céramique de haute technologie ils ne sont pas assis autour de la table du local sip-and-clay.

En attendant, quelque chose de solide se prépare entre Schaeffler et OSU, céramique ou pas. Le 13 novembre, l'OSU s'est joint au lieutenant-gouverneur de l'Ohio Jon Husted, au sénateur américain Sherrod Brown et aux représentants américains Joyce Beatty et Mike Carey ainsi qu'à Honda, Schaeffler et aux représentants du programme JobsOhio pour apposer le sceau officiel d'approbation sur le nouveau centre de recherche sur les batteries, Schaeffler profitant de l'occasion pour souligner son engagement en faveur des batteries à semi-conducteurs.

« Schaeffler développe la prochaine génération de technologies de batteries à semi-conducteurs pour soutenir la transition de l'industrie automobile vers la mobilité électrique », a déclaré Jeff Hemphill, directeur technique de Schaeffler. « Notre partenariat stratégique avec l'Ohio State University offre une approche pratique et collaborative dans le but de fournir des solutions de pointe et évolutives qui positionneront l'Ohio au centre de la technologie des batteries.

Honda a remporté le rôle de partenaire fondateur principal du projet avec un engagement de 15 millions de dollars. Si tout se passe comme prévu, le nouveau centre de recherche aidera Honda à atteindre son objectif de sortir les batteries à semi-conducteurs des véhicules électriques du laboratoire et de les amener sur la chaîne de montage.

« Nous n’essayons pas simplement d’établir une technologie au niveau du laboratoire. En tant que constructeur automobile, nous développons technologie de batterie entièrement solide avec un objectif vers la production de masse », explique Honda.

De son côté, Schaeffler ne dévoile rien, mais il plaide déjà en faveur de la technologie des semi-conducteurs.

« Toutes les batteries à semi-conducteurs (ASSB) constituent une nouvelle technologie essentielle en raison de leur potentiel à révolutionner le stockage d’énergie. Ces batteries offrent une densité énergétique plus élevée, accordant aux appareils et aux véhicules des durées de fonctionnement plus longues tout en offrant la possibilité d'une charge rapide », s'enthousiasme Schaeffler.

CleanTechnica contacte Schaeffler pour voir s'ils peuvent confirmer ou infirmer l'angle de la céramique avant le CES, alors restez à l'écoute.

Image: Batterie solide pour véhicules électriques gracieuseté de Schaeffler.

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• La source: https://cleantechnica.com/2023/12/23/elegant-solid-state-ev-battery-ces-2024/