La batterie tout solide ne cesse de faire l’objet d’annonces dans les médias de la part des constructeurs de véhicules électriques (Toyota, BMW, Renault-Nissan…) qui prévoient qu’en 2022, le tout solide pourrait concurrencer les véhicules Tesla. Nous avons cependant rappelé que nous avons connu le même engouement il y a de cela cinq ans, avec des annonces tout aussi optimistes sur la technologie Li-air, qui est aujourd’hui oubliée. Qu’en est-il donc du tout solide ?
C’est ce à quoi ce dernier cours tentera de répondre en faisant état des avancées scientifiques récentes. Nous avons tout d’abord noté que la batterie tout solide est une histoire qui refait surface en raison d’une période d’activités intenses dans les années 1980, centrées autour des verres fluorés sulfurés, avec, en 1986, la réalisation par J.R. Akridge d’une batterie tout solide en couches minces qui dépassa les 1 000 cycles.
Les efforts n’ont pas perduré en raison de difficultés à maîtriser les interfaces et à trouver de meilleurs conducteurs ioniques. Grâce à la persévérance de certains groupes au fil des années, de nouvelles familles d’électrolytes (NASICON, GRENATS, PEROVSKITE, THIO-LISICON) ont été identifiées, la plus grande découverte ayant eu lieu en 2011, avec l’annonce par un groupe japonais d’un nouveau conducteur Li10GeP2S12 (dénommé LGPS) qui présentait une conductivité de 10 mS · cm–1.
Il s’agit là d’une conductivité qui se compare favorablement avec celle des électrolytes liquides. Des substitutions chimiques récentes consistant à remplacer le germanium par du silicium et de l’étain, ainsi que le soufre par du chlore ou de l’oxygène ont permis d’obtenir des conductions ioniques de 30 mS · cm–1 à 40 mS · cm–1.
