Batterie liquide ou solide : et si une troisième solution existait ?

Les batteries de l’avenir seront-elles à l’état solide ? Les efforts des constructeurs vont dans ce sens, mais la recherche montre également d’autres possibilités. ProLogium, par exemple, a présenté une nouvelle technologie qui promet de combiner les avantages des électrolytes liquides avec ceux des électrolytes solides, grâce à un mécanisme différent de transport des ions de lithium. Et non, nous ne parlons pas de batteries semi-solides.

La solution s’appelle GEN4 et est basée sur un électrolyte inorganique superfluidifié, appelé SFIE (Superfluidized Inorganic Electrolyte). Il ne s’agit pas d’une batterie semi-solide au sens strict du terme, où coexistent des composants solides et liquides, mais d’une évolution particulière des batteries à l’état solide.

Il utilise en effet un matériau capable de modifier son comportement mécanique en fonction des sollicitations. La véritable innovation, selon l’entreprise taïwanaise, réside dans la manière dont les ions de lithium se déplacent à l’intérieur de l’électrolyte, grâce à une structure appelée Dynamic Coordination Network (DCN).

Un électrolyte qui « s’adapte » aux électrodes

Dans les batteries conventionnelles à électrolyte liquide, les ions de lithium se déplacent à travers le matériau grâce à une diffusion assistée par le solvant. Dans les électrolytes solides, en revanche, ils migrent le long de trajectoires déterminées par la structure du matériau, généralement plus rigide. Dans la solution développée par ProLogium, on observe un troisième cas : des agrégats chimiques spéciaux appelés « ligands » forment un réseau de coordination dynamique qui permet aux ions de lithium de se transférer rapidement entre des structures locales en perpétuelle transformation. Le système limite en même temps la mobilité des anions, favorisant ainsi le transport des ions de lithium et réduisant les différences de concentration qui peuvent apparaître pendant la charge et la décharge.

Une autre caractéristique fondamentale est le comportement, qualifié de « non newtonien », de l’électrolyte SFIE. Lorsqu’il est soumis à des contraintes, ce matériau peut se déformer et couler, s’adaptant ainsi aux surfaces des électrodes. Lorsque ces contraintes disparaissent, il retrouve une structure plus solide. Ce comportement permet de maintenir un contact plus uniforme entre l’électrolyte et les électrodes, même en cas de variations dimensionnelles dues aux cycles de charge et de décharge. Cela réduit la résistance électrique à l’interface, qui constitue un des obstacles majeurs au développement des batteries à état solide, tout en limitant la nécessité de maintenir les cellules sous de fortes pressions de compression.

Mercedes et ProLogium, l’alliance pour les batteries à état solide

De 5 % à 80 % en un peu plus de six minutes

Les résultats annoncés par ProLogium en ce qui concerne l’efficacité de la charge sont particulièrement intéressants. En effet, l’électrolyte SFIE aurait atteint une conductivité ionique de 57 mS/cm à température ambiante lors de sessions de test sous la supervision de l’organisme de certification SGS. Selon l’entreprise, lors des tests internes, les cellules GEN4 auraient démontré leur capacité à passer de 5 % à 80 % de leur niveau de charge en 6,4 minutes, tout en supportant plus de 1 000 cycles de charge rapide. Elles parviendraient également à conserver 90 % de leur capacité à -20 °C, ainsi qu’une capacité de décharge allant jusqu’à 15C, valeur indiquant la possibilité de fournir des courants d’intensité particulièrement élevée.

La vitesse de charge pourrait encore s’améliorer avec l’évolution future de la technologie : ProLogium travaille en effet sur la version GEN4.2, qui utilise un séparateur céramique poreux imprégné du même électrolyte SFIE. Selon l’entreprise, cette configuration devrait permettre d’atteindre moins de cinq minutes pour une charge de 5 à 80 %. En termes de sécurité, cette technologie intègre également un système appelé ASM (Active Safety Mechanism), conçu pour favoriser la passivation des matériaux les plus réactifs lorsque la température atteint environ 125 °C, afin de contrer les réactions susceptibles de provoquer une fuite thermique.

Les batteries solides et semi-solides de Mercedes et ProLogium

Photo de : Mercedes-Benz

Mercedes FEV et OPmobility parmi les partenaires

La technologie GEN4 n’est pas destinée à rester confinée à la recherche sur les matériaux. ProLogium travaille avec plusieurs partenaires de l’industrie automobile pour en tester l’intégration dans les systèmes de stockage destinés aux véhicules électriques. Parmi eux figure Mercedes, avec qui l’entreprise taïwanaise collabore depuis près de dix ans et qui est désignée par le constructeur allemand lui-même comme partenaire principal dans le développement des batteries solides. Un accord récent accorde à Mercedes un accès prioritaire aux nouvelles cellules GEN4, qui feront l’objet de tests électriques, thermiques et de sécurité afin d’évaluer leur potentiel d’utilisation sur les futurs modèles.

Lors du Salon de l’Automobile de Paris 2026, ProLogium a également présenté des applications développées en collaboration avec FEV et OPmobility. La première a conçu un module de batterie intégrant des cellules taïwanaises, tandis que la seconde travaille sur un prototype de pack de batterie destiné à différentes catégories de véhicules.

Parallèlement, ProLogium développe ses capacités de production. Aux lignes industrielles déjà existantes à Taoke, à Taïwan, s’ajoutera une gigafactory à Dunkerque, en France, dont la première phase prévoit une capacité de production annuelle de 4 GWh, à atteindre progressivement d’ici 2030. L’entreprise mise également sur la recyclabilité des matériaux : selon les estimations, l’électrolyte SFIE pourrait atteindre un taux de récupération de 90 %, permettant ainsi son réutilisation dans la production.

Batteries à état solide, la course se poursuit

Galerie de photos : Mercedes et ProLogium pour les batteries à état solide