QuantumScape Osprey : 1.000 cycles à pression ambiante changent tout

Chaque quelques mois, un titre promet des densités énergétiques impossibles et des charges en cinq minutes, pour ensuite découvrir que la petite lettre exige des conditions de laboratoire qui n'entreraient jamais dans le châssis d'une voiture conventionnelle.

Voilà pourquoi le dernier rapport technique de QuantumScape sur sa nouvelle plateforme Osprey mérite une lecture attentive. Face au bruit habituel du secteur, le chiffre clé est d'obtenir 1.000 cycles complets en conservant 80 % de sa capacité à 1 atmosphère de pression.

Le grand obstacle silencieux des cellules de sulfure

Pour comprendre pourquoi une simple atmosphère est une nouvelle d'importance dans les voitures électriques, il faut examiner ce que nécessite la chimie des sulfures que recherchent des fabricants comme Toyota, Samsung SDI ou BYD. Ce type d'électrolyte solide nécessite un contact intime et continu entre ses particules pour permettre aux ions de lithium de se déplacer sans friction destructrice. En laboratoire, ce contact est obtenu en serrant la cellule avec des presses mécaniques gigantesques.

QuantumScape illustre clairement l'ampleur du problème : soumettre une cellule standard de 10 par 24,2 centimètres à une pression de 20 atmosphères équivaut à exercer environ 5.000 kg de force continue, le poids de trois voitures de taille moyenne reposant sur une seule cellule. Si on applique cette exigence à un pack de batteries complet avec des centaines de cellules, le fabricant doit concevoir une structure de plaques d'acier massif et de tirants de fixation qui ajoutent un poids énorme, volent de l'espace utile et augmentent les coûts de fabrication.

Dans de nombreux laboratoires, on travaille souvent à des pressions de 30 à plus de 100 atmosphères, et même des annonces récentes de la société chinoise FAW présentaient comme un grand succès d'avoir réussi à faire fonctionner des cellules de grand format à 50 atmosphères. Un design qui dépend de pareilles mâchoires mécaniques aura difficilement une utilité dans une voiture de la route à un prix raisonnable.

Que a vraiment prouvé QuantumScape en laboratoire

L'architecture Osprey propose une solution hybride concernant les matériaux. QuantumScape maintient son séparateur céramique bien connu face à l'anode en lithium métallique et ajoute un catholyte solide de sulfure dans le cathode. Selon les données analysées par Electrek à partir du document technique de QuantumScape, une cellule à deux couches avec un cathode de 50 par 65 millimètres a complété 1.000 cycles de charge et décharge à 1C et 30°C en maintenant 80 % de capacité, fonctionnant à cette pression ambiante d'une seule atmosphère.

[FOTO 1 · Pie : La plateforme Osprey de QuantumScape atteint 1.000 cycles complets fonctionnant à pression ambiante. · Alt : Infographie technique comparative sur pression requise et métriques de QuantumScape Osprey à côté d'une voiture électrique en charge.]

La charge du cathode utilisée dans cet essai était de 5,5 mAh/cm², un chiffre parfaitement aligné avec les cellules commerciales actuelles. Cependant, il faut être clair sur ce qui manque encore à prouver. Cet essai a été réalisé sur une cellule petite de seulement deux couches, dont la capacité estimée se situe entre 0,3 et 0,4 Ah, très loin des 5 Ah que délivre sa cellule pilote QSE-5.

Le reste des données publiées exige également de garder les pieds sur terre :

• Charge en 5 minutes de 10 % à 80 % : cela a été réalisé à un taux de 10C, mais cela a nécessité de chauffer la cellule à 80°C, une température bien au-dessus du préconditionnement thermique habituel de tout véhicule sur la route.
• Fonctionnement à froid à -20°C : cela a été démontré en conservant 68 % de sa capacité ambiante, mais dans une cellule minuscule à une seule couche de 21 par 21 millimètres et à un régime de décharge très lent (C/3).
• Densité projetée de 1.100 Wh/L : c'est une estimation future pour des cathodes avec 10 mAh/cm². L'essai préliminaire qui soutient cette idée a été réalisé sur une cellule de type bouton pendant seulement 100 cycles et à 3 atmosphères.

Un tournant stratégique vers la production ouverte

Au-delà des chiffres de laboratoire, le mouvement cache une décision industrielle pertinente. QuantumScape propose Osprey comme une plateforme ouverte : les fabricants d'automobiles peuvent utiliser le cathode de sulfure breveté par QuantumScape ou intégrer leurs propres cathodes solides développés en interne. QuantumScape assure avoir déjà testé des cellules fonctionnelles avec des cathodes fournies par ses propres clients du secteur de l'automobile.

Faire fonctionner l'électrolyte solide sans avoir besoin d'emballer la voiture dans une presse hydraulique est l'étape logique qui sépare une expérience spectaculaire d'un composant automobile réel. QuantumScape doit encore faire évoluer ces petites cellules à deux couches vers des formats multicouches de grande capacité commerciale, mais prouver 1.000 cycles à pression ambiante marque, enfin, une direction technique qui a du sens dans le monde réel.

Image d'en-tête et infographie générées par IA

* Cette actualité est une traduction par IA du contenu original. Motenic.com fait partie de Motor.es.

Fuente: Electrek