Trois avancées majeures dans la technologie des batteries à semi-conducteurs ont considérablement accéléré le processus d'industrialisation !

Actualités du réseau chinois de stockage d'énergie : L'équipe du professeur Zhang Qiang de l'université Tsinghua a récemment publié dans la revue Nature un résultat de recherche majeur sur un nouvel électrolyte polymère à base de polyéther fluoré, qui permet aux batteries au lithium métal d'atteindre une densité énergétique étonnante de 604 Wh/kg et présente d'excellentes caractéristiques de sécurité.

Presque simultanément, des institutions telles que l'Institut de physique et l'Institut de recherche sur les métaux de l'Académie chinoise des sciences ont également réalisé une série d'avancées majeures dans le domaine des batteries à l'état solide, résolvant des problèmes fondamentaux comme le contact à l'interface solide-solide et la conductivité ionique. Ces innovations des équipes de recherche chinoises redéfinissent la trajectoire technologique des batteries de nouvelle génération, ouvrant de nouvelles perspectives pour des secteurs tels que les véhicules électriques, le stockage d'énergie et l'économie des zones de basse altitude. Soutien politique : La voie de l'industrialisation est tracée. Depuis 2025, des politiques nationales relatives à la conception de pointe des batteries lithium-ion à l'état solide ont été mises en œuvre de manière intensive, encourageant et encadrant le développement sain et harmonieux de ce secteur. En février 2025, huit ministères nationaux ont publié conjointement le « Plan d’action pour le développement de haute qualité de l’industrie de fabrication des systèmes de stockage d’énergie nouvelle », plaçant les batteries à l’état solide parmi les axes de recherche prioritaires. Ce plan soutenait le développement des batteries lithium-ion et sodium à l’état solide et visait à créer 3 à 5 entreprises leaders mondiales d’ici 2027. En avril 2025, le ministère de l’Industrie et des Technologies de l’information a clairement proposé la mise en place d’un système de normes complet pour les batteries à l’état solide dans le document « Points clés des travaux de normalisation industrielle et des technologies de l’information en 2025 » et a exigé l’accélération du développement des normes pour les batteries à l’état solide et les essais en service des batteries de puissance dans le document « Points clés des travaux de normalisation automobile en 2025 ». En mai 2025, la Société chinoise des ingénieurs automobiles a publié la norme de groupe « Méthode de détermination des batteries tout-solide », qui, pour la première fois, définissait clairement les batteries tout-solide (teneur en substance liquide). < 1 %), levant ainsi l'ambiguïté persistante quant à la définition du secteur. En septembre 2025, le grand projet de R&D de 6 milliards de yuans sur les batteries à l'état solide, lancé en 2024 par le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, a fait l'objet d'un examen à mi-parcours. Les projets retenus bénéficieront d'un financement supplémentaire, axé sur les technologies de soutien telles que les électrolytes sulfurés et les batteries semi-solides. La Commission nationale du développement et de la réforme accorde une subvention de 15 % sur les investissements effectifs dans les projets de batteries à l'état solide par le biais d'obligations du Trésor à très long terme. Par ailleurs, la politique de subventions aux véhicules à énergies nouvelles reste en vigueur. Les véhicules équipés de batteries semi-solides bénéficient d'une subvention supplémentaire de 15 000 yuans par véhicule, tandis que les subventions pour les véhicules entièrement équipés de batteries à l'état solide sont portées à 30 000 yuans par véhicule ; cette politique se poursuit jusqu'en 2027.

Trois avancées technologiques majeures : surmonter le défi du contact à l'interface solide-solide

Les batteries lithium-ion à l'état solide, grâce à leur sécurité et leur densité énergétique élevées, représentent une voie prometteuse pour le développement des technologies de stockage d'énergie de nouvelle génération. Cependant, la commercialisation des batteries lithium-métal entièrement à l'état solide se heurte depuis longtemps à six défis majeurs, notamment l'interface solide-solide, la stabilité des matériaux et les problèmes de densification. Le principal obstacle réside dans le faible contact à l'interface solide-solide entre l'électrode et l'électrolyte. Les électrolytes solides à base de sulfure, couramment utilisés, sont durs et cassants comme la céramique, tandis que les électrodes en lithium-métal sont malléables, ce qui rend difficile leur adhésion.

Pour relever ce défi, l'Institut de physique de l'Académie des sciences de Chine, en collaboration avec plusieurs autres institutions, a mis au point un « adhésif spécial » : les ions iode. Lors du fonctionnement de la batterie, ces ions se déplacent sous l'effet du champ électrique jusqu'à l'interface entre les électrodes et l'électrolyte, attirant activement les ions lithium pour combler tous les interstices et pores. Cette technologie de régulation anionique garantit une forte adhésion entre les électrodes et l'électrolyte. Les tests ont démontré que les prototypes de batteries fabriqués grâce à cette technologie conservaient des performances stables après des centaines de cycles de charge-décharge.

L'Institut de recherche sur les métaux de l'Académie chinoise des sciences a mis au point une technique innovante de transformation flexible. Cette technique utilise des polymères pour créer une structure interne à l'électrolyte, conférant à la batterie une résistance à l'étirement comparable à celle d'un film alimentaire amélioré. La batterie flexible ainsi obtenue reste intacte même après 20 000 pliages et torsions, et les composants chimiques intégrés à cette structure augmentent directement sa capacité de stockage d'énergie de 86 %.

La technologie « renforcée au fluor » de l’Université Tsinghua utilise des polyéthers fluorés pour modifier l’électrolyte. Tirant parti de la forte résistance du fluor aux hautes tensions, une « couche protectrice de fluorure » ​​se forme à la surface de l’électrode afin d’empêcher la dégradation de l’électrolyte par la haute tension. Cette technologie a résisté aux tests de pénétration par clou et aux tests en chambre thermique à 120 °C sans exploser une fois complètement chargée, offrant ainsi un équilibre optimal entre sécurité et autonomie.

Aujourd'hui, le défi autrefois considéré comme insurmontable de l'interface solide-solide, comparable à la relation entre une « plaque de céramique » et de la « pâte à modeler », est astucieusement résolu par des équipes de recherche chinoises grâce à trois technologies clés : un « adhésif spécial », une « structure flexible » et un « renforcement au fluor », accélérant considérablement l'industrialisation des batteries à l'état solide.

Valeur technologique : un double bond en avant en matière de sécurité et de densité énergétique. La percée technologique dans le domaine des batteries tout-solide signifie non seulement une densité énergétique accrue, mais représente également une voie cruciale pour résoudre fondamentalement les problèmes de sécurité des batteries.

Miao Lixiao, directeur général de la R&D en technologies de pointe chez Svolt Energy, a déclaré : « Actuellement, les risques liés à la sécurité des batteries lithium-ion liquides proviennent de l’utilisation d’électrolytes liquides organiques inflammables, très susceptibles de s’enflammer, voire d’exploser, en cas d’emballement thermique. » Le remplacement complet des composants liquides par des électrolytes entièrement solides et ininflammables permettra un progrès considérable en matière de sécurité intrinsèque des batteries. Parallèlement, les avancées technologiques dans le domaine des batteries à l’état solide transformeront l’ensemble de l’écosystème des nouvelles énergies. Wang Mingwang, fondateur du groupe Sunwoda, estime que les batteries de demain ne seront plus de simples composants indépendants, mais bien l’élément central de cet écosystème. La stratégie « Battery+ » proposée par Sunwoda est une stratégie écosystémique axée sur la technologie des batteries, offrant aux clients et partenaires industriels une gamme complète de services « Battery+ ».

Financement du raccordement au réseau et extension des capacités : mise en œuvre accélérée en 2025. Si les avancées positives sont fréquemment rapportées en laboratoire, l’industrialisation des batteries semi-solides/solides s’est également accélérée. Concernant les projets raccordés au réseau, selon des statistiques incomplètes de la base de données sectorielle de la branche Applications du stockage d’énergie de la CESA, la capacité supplémentaire raccordée au réseau pour les projets de stockage d’énergie par batteries semi-solides/solides en Chine devrait atteindre 133,12 MW/291,23 MWh entre janvier et octobre 2025. Au total, 9 projets ont été raccordés au réseau : 5 projets côté utilisateur, 3 projets côté réseau et 1 projet côté fournisseur d’électricité. Ces projets sont situés dans les provinces du Zhejiang, du Guangdong, du Jiangsu, du Qinghai, du Shandong, à Shanghai et dans d’autres régions.

Évolutions internationales : la course technologique s’intensifie

À l'échelle internationale, la course technologique dans le développement des batteries à l'état solide s'intensifie. Par exemple, le ministère japonais de l'Économie, du Commerce et de l'Industrie (METI) a financé quatre projets de batteries tout-solide dans le cadre du Programme de garantie d'approvisionnement en batteries, pour un montant total de 104 milliards de yens (environ 4,85 milliards de yuans), en privilégiant le développement d'électrolytes à base de sulfure. Idemitsu Kosan a reçu une subvention de 7,1 milliards de yens pour la construction d'une ligne de production de sulfure de lithium, dont la production en série est prévue pour 2027, afin d'alimenter les véhicules tout-solide de Toyota. Toyota prévoit de lancer un modèle haut de gamme équipé de batteries à l'état solide à base de sulfure en 2027, Honda démarrera la production d'essai sur sa ligne de démonstration en 2025 et la batterie tout-solide de Nissan, développée en collaboration avec la NASA, devrait équiper des véhicules dès 2028. L'Union européenne, quant à elle, utilise les taxes carbone pour stimuler les progrès technologiques et apporte un soutien financier plus ciblé. Par exemple, Horizon Europe prévoit de lancer en mai 2025 un projet de 15 millions d'euros pour soutenir le développement de batteries tout-solide destinées au stockage d'énergie à long terme, en mettant l'accent sur la réduction des coûts et l'amélioration de la durée de vie. En juillet 2025, le Fonds d'innovation (IF24) a alloué 852 millions d'euros à six projets de batteries tout-solide pour la fabrication de cellules haute performance et l'innovation en matière de matériaux, impliquant des entreprises telles que BASF (Allemagne) et TotalEnergies (France). Par ailleurs, à partir de février 2025, l'UE a rendu obligatoire la certification par un organisme tiers de l'empreinte carbone des batteries de véhicules électriques, avec une mise en œuvre complète du système de passeport pour les batteries en 2027, contraignant les fabricants chinois de batteries à accélérer leurs modernisations technologiques ou à implanter des usines à l'étranger. Aux États-Unis, l'accent est mis à la fois sur la localisation de la chaîne d'approvisionnement et sur les avancées technologiques. En janvier 2025, les États-Unis ont annoncé un investissement de 725 millions de dollars spécifiquement dédié au traitement des matériaux pour batteries et à la fabrication de batteries tout-solide ; en juin, le programme SCALE UP a alloué 20 millions de dollars à Ion Storage Systems pour promouvoir la commercialisation des batteries tout-solide au sulfure (Département de l'Énergie des États-Unis). Volkswagen a investi 2,5 milliards d'euros supplémentaires dans QuantumScape aux États-Unis, avec pour objectif la production en série de batteries à l'état solide d'ici 2027. Ford collabore avec Factorial Energy au développement d'une batterie de 450 Wh/kg, dont les essais routiers devraient débuter en 2025. La Corée du Sud, quant à elle, se concentre sur des créneaux spécifiques, en faisant collaborer l'industrie, le monde universitaire et la recherche. En février 2025, elle a investi 430 milliards de wons dans la recherche et le développement de batteries tout-solide et de batteries lithium-soufre, réduisant ainsi sa dépendance aux terres rares. En mai 2025, un projet de 35,8 milliards de wons (environ 200 millions de yuans) a été lancé sur les batteries à l'état solide à base de polymères. Amo Greentech, l'Université nationale de Chungnam et d'autres partenaires travaillent de concert, avec pour objectif de fournir des échantillons aux fabricants d'électronique grand public d'ici 2027.

Calendrier de production de masse : 2027, une étape clé

L'industrie a désormais établi un calendrier précis pour la production en série de batteries à l'état solide. CATL et Zhongchuang Innovation Aviation prévoient d'équiper leurs véhicules de batteries 100 % à l'état solide d'ici 2027. Changan Automobile prévoit de présenter son premier prototype fin 2025 et de lancer la production en série en 2027, sa batterie offrant une sécurité accrue de 70 % par rapport aux batteries à électrolyte liquide. Dongfeng Motor a déjà développé un produit de 350 Wh/kg avec une autonomie supérieure à 1 000 kilomètres. BYD, Geely et GAC ont tous fait de 2027 une étape clé pour l'intégration de ces batteries dans leurs véhicules. Certaines entreprises sont encore plus ambitieuses : Farasis Energy prévoit de livrer des batteries à l'état solide au sulfure de 60 Ah d'ici fin 2025, et la première ligne de production pilote de Guoxuan High-Tech est opérationnelle. Le 23 octobre, lors de la Conférence sur le développement de l'industrie des batteries à énergies nouvelles de 2025, Sunwoda a lancé sa batterie polymère tout solide de nouvelle génération, « Xin·Bixiao », avec une densité énergétique de 400 Wh/kg et une durée de vie de 1200 cycles sous une pression appliquée ultra-faible (<1 MPa). Sunwoda prévoit de construire une ligne de production pilote de cellules polymères à l'état solide de 0,2 GWh d'ici fin 2025 et a développé et testé avec succès un échantillon de laboratoire de super batterie au lithium métal de 520 Wh/kg.

Le coût représente un véritable obstacle à la production en série de batteries à semi-conducteurs.

Malgré des avancées technologiques prometteuses, le coût demeure un obstacle majeur à l'industrialisation et à la production à grande échelle des batteries à l'état solide. Le coût des matériaux nécessaires à la fabrication de ces batteries atteint à lui seul 2 yuans/watt-heure, soit trois à cinq fois celui des batteries lithium-ion liquides classiques. Wang Qingsheng, directeur de l'Institut sino-russe de recherche sur les technologies des matériaux pour les nouvelles énergies, souligne la nécessité d'une approche rigoureuse et pragmatique de la science et de la technologie. « Une technologie de rupture intégrant des technologies de pointe telles que la charge ultra-rapide, les températures ultra-basses et la sécurité absolue, dont l'efficacité reste à prouver par une production de masse, contreviendrait clairement à la logique économique fondamentale de la prime technologique et du partage des coûts de R&D si son objectif de coût était inférieur à celui des technologies de batteries existantes, parfaitement matures, optimisées depuis dix ans et évoluant désormais sur un marché hautement concurrentiel. » L'industrie estime généralement que le coût initial de la production en série de batteries à l'état solide sera plus de deux fois supérieur à celui des batteries actuelles, et que les réductions de coûts ultérieures nécessiteront des améliorations technologiques continues. Par ailleurs, Miao Lixiao, directeur général de la R&D en technologies de pointe chez Svolt Energy, a déclaré sans ambages que l'industrialisation des batteries tout-solide se heurte à de nombreux défis technologiques. « Il existe environ 172 défis technologiques à relever pour son industrialisation, et les difficultés réelles pourraient être encore plus importantes si l'on tient compte de la complexité du processus de fabrication. » Perspectives d'application : des marchés haut de gamme à une adoption généralisée

Concernant la commercialisation des batteries tout-solide, Zhu Gaolong, président de Sichuan SECCO Power Technology Co., Ltd., estime que le principal défi pour ces batteries est de réaliser un progrès technologique significatif et de créer des produits réellement utilisables dans des applications spécifiques. On prévoit que les batteries tout-solide seront d'abord déployées dans des domaines spécialisés où les coûts sont relativement peu sensibles, tels que l'économie d'énergie en basse altitude, les systèmes hybrides ou les plateformes de forage à haute température. Dans ces contextes, les batteries tout-solide doivent non seulement posséder les performances de base requises pour le stockage d'énergie, mais aussi surpasser largement les batteries liquides en matière de sécurité. Wu Hui, doyen de l'Institut de recherche EV10, a souligné qu'en 2024, le volume de livraison des batteries semi-solides avait déjà atteint le gigawattheure, avec une présence croissante dans les biens de consommation haut de gamme et des applications spécifiques comme les véhicules autonomes. Les essais sur véhicules particuliers ont également commencé. L'étape initialement prévue pour l'industrialisation des batteries tout-solide a été avancée de 2030 à 2027. Selon certaines estimations, les livraisons mondiales de batteries tout-solide atteindront 614 GWh d'ici 2030, dont près de 30 % seront des batteries tout-solide. À mesure que la technologie des batteries tout-solide mûrit et que les capacités de production augmentent, les coûts devraient progressivement diminuer, ce qui favorisera l'adoption massive des batteries tout-solide par les véhicules à énergies nouvelles et permettra leur utilisation dans de nouveaux domaines tels que les avions électriques et les robots à longue portée, passant ainsi d'un marché de niche à une adoption généralisée. Le rêve commercial, autrefois inaccessible, des batteries tout-solide se concrétise désormais à un rythme plus rapide que prévu par l'industrie.