Donut Lab : Nos cellules sont bipolaires. Lire aussi : Toyota a perdu la course
Donut Lab a confié ses cellules à l’organisme indépendant d’évaluation Intertek afin de disposer d’un rapport détaillant leur conception. Il ressort de ce rapport que nous sommes en présence des premières cellules lithium-ion bipolaires qui, selon Donut Lab, sont prêtes pour une production en série. Leur densité énergétique est d’environ 1/3 supérieure à celle des bonnes cellules lithium-ion dotées de cathodes à haute teneur en nickel et d’électrolytes liquides (Li-NCx), soit 0,4093 kWh/kg et 0,8047 kWh/l.
Donut Lab : Voici de nouvelles révélations ! Le reste du monde : Zieeew…
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Donut Lab : Voici de nouvelles révélations ! Le reste du monde : Zieeew…
Qu’est-ce que les cellules bipolaires et pourquoi sont-elles meilleures ?
Donut Lab vs Toyota
Il y a six mois, les premiers motos Verge TS Pro équipées de batteries basées sur des cellules Donut Lab à électrolyte solide auraient dû être livrées aux acheteurs. Lorsque cette startup finlandaise n’a pas pu tenir ses promesses en termes de délais de livraison, Verge a commencé à reporter discrètement la date prévue de réception des motos d’un trimestre, par rapport à la date actuelle. Au moment de la publication de cet article, la réception est « estimée » pour le quatrième trimestre 2026, et l’autonomie maximale concerne les déplacements en milieu urbain. Il n’est donc pas surprenant que les médias aient également perdu patience. Donut Lab n’est pas Elon Musk : peu de gens ont l’énergie pour être indulgents.
Cellules bipolaires : qu’est-ce que c’est et pourquoi elles sont meilleures
Néanmoins, cette startup a publié de nouvelles études sur ses cellules. Les deux dernières sont particulièrement intéressantes : selon une recherche menée par le laboratoire Intertek, les Finlandais ont créé des cellules bipolaires. Ces dernières possèdent une structure en sandwich, où les électrodes sont disposées en couches superposées l’une derrière l’autre, et les couches métalliques chargées de collecter les électrons (collecteurs) se trouvent uniquement dans les parties extérieures des cellules. Cela réduit la masse des cellules et augmente leur densité énergétique, mais ce n’est pas tout :
Les cellules de Donut Lab après un test de pénétration, démontées pour révéler leurs différentes couches. On y voit les diverses couches (c) Intertek, sur commande de : Donut Lab, source
Cette conception permet d’obtenir, par exemple, 7,4 volts à partir d’une seule cellule (=un seul boîtier ou une seule pochette), au lieu de 3,7 volts. Il suffit de moins de cellules pour atteindre la même tension du pack, ce qui signifie que nous pouvons supprimer au moins un boîtier par cellule. La capacité reste identique, car au lieu de deux cellules avec un rouleau serré, on dispose d’une seule cellule dotée d’électrodes multicouches. L’élimination de la moitié des emballages (-50 %) apporte des gains considérables, en particulier pour les cellules cylindriques ou cubiques, où des cylindres métalliques ou du plastique épais sont utilisés pour empêcher le gonflement des cellules.
Les couches des cellules démontées de Donut Lab montrent leurs différentes couleurs (= leur teneur différente). Dans le monde des cellules Li-ion, c’est plutôt une vision atypique : les cellules classiques sont monopolaires, il s’agit de longs feuilles ou de rouleaux de substances compactées entre elles (c) Intertek, sur commande de Donut Lab.
Les constructeurs de voitures électriques ont renoncé à la course à l’optimisation des cellules Li-ion ; certains ont estimé que le marketing basé sur un électrolyte solide serait le plus efficace. Le seul constructeur à promettre des optimisations grâce à des cellules bipolaires était Toyota. Ce groupe japonais promettait déjà pour 2026 ou 2027 (illustration ci-dessous) des cellules bipolaires avec des électrolytes liquides et une chimie LFP, capables d’offrir plus de 600 kilomètres d’autonomie. C’était assez audacieux, car au moment de la publication du tableau ci-dessous (en 2023), les cellules bipolaires étaient encore au stade de prototypes préliminaires.
Le pire, c’est que la startup finlandaise Donut Lab a soudain annoncé disposer de prototypes fonctionnels de cellules bipolaires et être prête à en produire en masse, soit 1 GWh de cellules par an.
Note de la rédaction d’Elektrowozu : c’est plutôt encourageant de vivre à une époque où des startups défient les grands groupes dotés de budgets illimités – et gagnent ! Nous regardons aujourd’hui Donut Lab avec un scepticisme marqué, tout comme nous l’avons fait pour QuantumScape, mais nous souhaitons bonne chance à cette entreprise dans sa collaboration avec Toyota
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