Batteries solides : pourquoi les smartphones pourraient devancer les voitures électriques

Les annonces de batteries solides se multiplient, mais elles ne signifient pas que les voitures électriques équipées de cette technologie sont imminentes. Pour LG Energy Solution, les premières applications commerciales à grande échelle devraient plutôt concerner les smartphones, les drones et d’autres appareils compacts. L’entreprise estime que ces usages pourraient précéder d’environ dix ans l’adoption massive dans l’automobile, car la fabrication régulière de grandes cellules reste le principal défi industriel. 114

Cette position ne signifie pas que la recherche est à l’arrêt. LG Energy Solution vise toujours la commercialisation, en 2029, de batteries automobiles tout-solide utilisant une anode en graphite. D’autres fabricants annoncent de leur côté des lignes pilotes ou des véhicules de démonstration plus tôt. Mais il faut distinguer une ligne pilote, un prototype en petite série et une production fiable, abordable et suffisamment volumineuse pour équiper un marché automobile de masse. 192526

Le véritable obstacle : passer du laboratoire à l’usine

Une batterie solide remplace l’électrolyte liquide des batteries lithium-ion conventionnelles par un matériau solide. Cette architecture pourrait offrir une densité énergétique supérieure et améliorer la sécurité. Toutefois, de bons résultats en laboratoire ne suffisent pas à résoudre les problèmes de fabrication.

Robert Lee, président de LG Energy Solution North America, a identifié la production à grande échelle comme le point de blocage central. Les petites cellules sont plus simples à fabriquer et nécessitent moins de matière par unité. À l’inverse, les batteries de voiture doivent combiner de grandes dimensions, des volumes élevés et une qualité constante tout au long du processus industriel. 114

Une cellule solide fonctionnelle dans un smartphone ou un drone ne devient donc pas automatiquement une batterie prête à propulser des millions de véhicules. Pour l’automobile, il faut aussi démontrer une qualité reproductible, une durée de vie suffisante, une sécurité maîtrisée et un coût compatible avec le marché — pas seulement une densité énergétique prometteuse.

Ce que révèle l’usine de Lansing

La nouvelle usine de LG Energy Solution à Lansing, dans le Michigan, donne une indication claire de la stratégie à court terme du groupe. Le site de 226 acres, soit environ 91,5 hectares, représente un investissement de plus de 2 milliards de dollars et vise, à pleine cadence, une capacité annuelle supérieure à 35 GWh. 37

L’usine produit de grandes cellules au lithium-fer-phosphate, ou LFP, destinées notamment au stockage stationnaire de l’électricité. Elle fabrique également des cellules nickel-manganèse-cobalt, ou NMC, pour les véhicules électriques. Ces dernières doivent notamment équiper le Toyota Highlander électrique attendu en 2027. 47

Il s’agit d’une expansion du lithium-ion conventionnel, et non d’une conversion immédiate vers la production de batteries solides. Le choix reflète la valeur commerciale des technologies qui peuvent être fabriquées aujourd’hui, pendant que les cellules de nouvelle génération progressent encore à travers la recherche, les lignes pilotes et les phases de validation.

La feuille de route ne se résume pas au tout-solide

LG Energy Solution et ses partenaires misent aussi sur des améliorations plus progressives, susceptibles d’arriver dans les véhicules plus rapidement. General Motors et LG Energy Solution prévoient de commercialiser aux États-Unis des cellules prismatiques riches en lithium et manganèse, dites LMR, à partir de 2028. Une préproduction est attendue plus tôt. Ces cellules doivent viser les futurs pick-up électriques et grands SUV de GM, avec un objectif d’autonomie supérieur à 400 miles, soit environ 644 kilomètres, pour certaines applications. 373940

Les documents de recherche publiés par LG Energy Solution mentionnent également une commercialisation prévue des batteries sodium-ion en 2027. Le sodium est plus abondant que le lithium et pourrait contribuer à réduire le coût des matières premières. L’entreprise met aussi en avant leurs performances en charge rapide et à basse température, avec des applications possibles dans le stockage d’énergie et les véhicules électriques plus abordables. 23

Ces projets dessinent une stratégie diversifiée : les cellules LFP moins coûteuses, les cellules NMC à forte densité énergétique, les chimies riches en manganèse et de nouveaux formats peuvent améliorer les voitures électriques sans attendre une transition complète vers le tout-solide.

Comment interpréter les calendriers annoncés

Plusieurs fabricants de batteries et constructeurs chinois ont annoncé des objectifs pour 2027, portant sur la production d’essai, les tests routiers ou les véhicules de démonstration équipés de batteries solides. CATL et BYD figurent parmi les entreprises associées à des projets de production pilote à petite échelle. Geely, Farasis Energy, CALB et Gotion High-Tech ont également été liés à des objectifs de tests ou de lignes pilotes. 4142

En France, le fabricant taïwanais ProLogium a commencé la construction d’une gigafactory de batteries solides à Dunkerque. Sa feuille de route prévoit une première phase de production, suivie d’une montée en puissance. Le projet constituera donc un test important pour déterminer si cette technologie peut être fabriquée de manière constante à un volume nettement supérieur. 43

Ces annonces témoignent d’une activité de recherche et développement bien réelle, mais elles ne prouvent pas à elles seules que la technologie est prête pour le grand public. Une production pilote peut fournir des cellules destinées à la validation sans démontrer que la même chimie répondra aux exigences automobiles avec un rendement élevé, un prix bas et des volumes importants.

Les prototypes démontrent un potentiel, pas une disponibilité générale

Les constructeurs utilisent déjà des programmes de prototypes pour tester des cellules solides ou semi-solides. Des cellules de Factorial ont notamment été intégrées à un prototype Mercedes-Benz EQS, tandis que d’autres constructeurs évaluent des technologies similaires dans des véhicules de démonstration. 2153

Ces essais sont utiles : ils permettent d’observer le comportement d’une cellule dans des conditions réelles de conduite. Mais ils restent très différents de la fourniture d’un modèle produit en grande série et disponible chez les concessionnaires. La transition exige une validation sur le long terme, une fabrication homogène, une chaîne d’approvisionnement dimensionnée et un modèle économique viable pour les constructeurs comme pour les acheteurs.

Ce que cela change pour le marché des voitures électriques

La lecture la plus prudente de la position de LG Energy Solution n’est pas que les batteries solides sont lointaines dans tous les domaines. C’est plutôt que leurs premiers débouchés commerciaux pourraient se trouver dans des appareils compacts ou des applications spécialisées. Les voitures électriques posent un problème d’échelle bien plus exigeant : cellules plus grandes, volumes de production considérables et conséquences beaucoup plus coûteuses en cas de défaut. 113

Certaines entreprises pourraient parvenir à une commercialisation limitée ou à lancer des véhicules de démonstration avant la fin de la décennie. L’objectif 2029 de LG Energy Solution montre d’ailleurs que le groupe continue de travailler sur les batteries automobiles tout-solide. 1925 Pour la plupart des acheteurs de voitures électriques à la fin des années 2020, les progrès les plus visibles devraient toutefois venir de batteries lithium-ion améliorées — notamment LFP, NMC et riches en manganèse — plutôt que d’un remplacement soudain des cellules actuelles.

Le bon réflexe face aux prochaines annonces sera donc de ne pas regarder uniquement l’année de lancement promise. Il faudra rechercher des preuves concernant le rendement des grandes cellules, la durée de vie, la sécurité, le coût et l’existence de contrats de production automobile à gros volume. Tant que ces éléments ne sont pas démontrés ensemble, la « production pilote » doit être considérée comme une étape d’ingénierie, et non comme la preuve que les voitures électriques à batterie solide sont prêtes pour le marché de masse.