C’est une avancée majeure pour l’industrie des véhicules électriques. Sila, une entreprise californienne spécialisée dans les matériaux de batteries de nouvelle génération, a récemment dévoilé Titan Silicon, une anode en nanocomposite de silicium haute performance.
Cette innovation pourrait bouleverser le marché en améliorant considérablement l’autonomie et le temps de recharge des véhicules électriques, répondant ainsi aux principales attentes des consommateurs.
Découvrons ensemble comment cette révolution technologique pourrait façonner l’avenir de la mobilité électrique.
Sila, dirigé par un ancien ingénieur de Testla
Basée à Alameda, en Californie, la start-up a été fondée en 2011 par Gene Berdichevsky, qui en est également le PDG. Il a travaillé auparavant sur le développement de la batterie de la Tesla Roadster, la première voiture électrique commerciale de l’entreprise d’Elon Musk.
Sila est spécialisée dans les matériaux de batteries de nouvelle génération. Elle se concentre notamment sur le développement et la commercialisation de solutions capables d’améliorer les performances des batteries lithium-ion, en particulier pour les véhicules électriques.
La société a ainsi conçu « Titan Silicon », la 1ère anode en nanocomposite de silicium (NCS) qui vise à remplacer les anodes en graphite traditionnelles afin d’offrir des améliorations significatives en termes d’autonomie, de temps de recharge et de durabilité des batteries.
La start-up cherche en effet à répondre aux besoins croissants des consommateurs en matière de véhicules électriques et à soutenir l’adoption massive de cette technologie. Selon une enquête récente commandée par Sila, près de 90 % des personnes interrogées possédant ou ayant l’intention d’acheter un VE estiment que la technologie des batteries haute performance est plus importante que d’autres améliorations technologiques ou caractéristiques de luxe, incluant même les capacités de conduite autonomes.
Une histoire d’anodes
Les anodes en graphite et les composés simples de silicium (Si, SiO, SiO2) pour les batteries lithium-ion ont atteint leur limite en terme de densité énergétique, freinant ainsi les performances des VE.
A contrario, le silicium présente une capacité de stockage de lithium beaucoup plus élevée que le graphite. L’utilisation du silicium seul pose toutefois plusieurs problèmes, notamment une expansion et une contraction importantes lors de l’absorption et de la libération de lithium, entraînant une dégradation rapide des performances et une durée de vie plus courte de la batterie.
Pour surmonter ces problèmes, des matériaux contenant diverses particules de l’ordre du nanomètre ont été développés. Ainsi, le silicium est mélangé à d’autres éléments comme le carbone, pour créer une structure composite. Celle-ci permet d’obtenir une capacité énergétique plus élevée, une meilleure efficacité énergétique et une durée de vie plus longue.
Les chiffres annoncées
Pour les constructeurs automobiles souhaitant une plus grande autonomie, Titan Silicon serait en mesure d’offrir une augmentation de 20 % dès aujourd’hui, soit jusqu’à 100 miles (160 kms) supplémentaires pour certains VE, avec la possibilité de doubler ces gains dans les futures versions.
Cette solution permettrait également d’améliorer considérablement le temps de charge des batteries, en passant de 10 % à 80 % en seulement 20 minutes – même si le temps de charge actuel est d’environ 60 minutes. Les futures versions réduiront ce temps à environ 10 minutes, une période similaire au remplissage d’un réservoir d’essence.
« Titan Silicon » obtiendrait ces améliorations sans sacrifier la durée de vie des cycles ou la sécurité, tout en maintenant un faible gonflement, comparable aux anodes en graphite.
Enfin, les constructeurs automobiles bénéficieraient d’une réduction de poids des batteries allant jusqu’à 15 % et d’une augmentation de 20 % de l’espace, permettant une meilleure efficacité du véhicule et l’ajout de designs et de fonctionnalités innovantes.
« Titan Silicon est le nanocomposite de silicium le plus performant du marché aujourd’hui. Nos équipes de batteries et de matériaux travaillent constamment à l’amélioration de notre chimie pour offrir les meilleurs résultats possibles et les plus rentables« , a déclaré Gene Berdichevsky, co-fondateur et PDG de Sila. « Avec la large adoption des VE, les consommateurs recherchent des solutions haut de gamme qui offrent des performances exceptionnelles, et nos solutions répondent à cette demande : une plus grande autonomie et une recharge plus rapide. »
Une adoption à grande échelle
Sila a optimisé son nanocomposite de silicium pour la production de masse, qui devrait débuter dans la seconde moitié de 2024 dans l’usine de Sila à Moses Lake, Washington.
L’entreprise a également franchi une étape importante en matière de mise à l’échelle, en achevant le développement de nouveaux équipements pour son installation à Moses Lake. Sila prévoit de produire suffisamment de matériau pour équiper un million de VE au cours des cinq prochaines années.
Au printemps dernier, Mercedes-Benz, le premier client automobile de l’entreprise, a annoncé avoir choisi le NCS de Sila pour sa gamme de véhicules électriques de luxe, à commencer par la Mercedes-Benz Classe G, dont la sortie est prévue pour le milieu de la décennie.
Les caractéristiques et avantages clés
| Matériau | Nanocomposite de silicium haute performance (NCS) |
| Objectif | Remplacer les anodes en graphite traditionnelles |
| Autonomie | Augmentation de 20% de l’autonomie actuelle, jusqu’à 100 miles supplémentaires pour certains VE |
| Temps de recharge | Passer de 10% à 80% en seulement 20 minutes, avec une réduction future à environ 10 minutes |
| Cycle de vie et sécurité | Aucun sacrifice sur la durée de vie du cycle et la sécurité |
| Gonflement | Faible gonflement, comparable aux anodes en graphite |
| Réduction du poids et gain d’espace | Réduction du poids de la batterie jusqu’à 15% et augmentation de l’espace de 20% |
| Compatibilité | 100% compatible avec tous les formats de cellules (cylindrique, poche, prismatique) et les gigafactories |
| Remplacement | Option de remplacement total ou partiel du graphite |
| Production de masse et qualité | Fabriqué aux États-Unis selon les normes de qualité automobile et certifié ISO 9001:2015 |
| Intégration à la chaîne d’approvisionnement | Fonctionne avec tout co-produit, sans changer de partenaires ou d’opérations |
| Empreinte carbone | 50-75% moins de CO2 par kWh que le graphite durant la production |
| Origine | Alternative aux matériaux d’anode provenant principalement de Chine |
Le livre blanc
Il existe plusieurs technologies de matériaux d’anodes Li-ion disponibles sur le marché. Une vue d’ensemble du paysage des matériaux d’anode est essentielle pour comprendre les principales différences entre les anciennes anodes en graphite, les anodes avec de simples composés de silicium, la technologie de l’état solide et les nanocomposites de silicium.
Le livre blanc « Anode Market Overview » est disponible ici.
À propos de Sila
Fondée en 2011, Sila est une entreprise spécialisée dans les matériaux de batterie de nouvelle génération dont la mission est d’assurer la transition vers l’énergie propre. Le silicium nano-composite de Sila, Titan Silicon, a été conçu pour une utilisation à grande échelle et offre des performances inégalées dans l’industrie, permettant d’augmenter de 20 % l’autonomie des véhicules et de réduire considérablement le temps de charge des véhicules électriques. Sila est la seule entreprise spécialisée dans les matériaux de nouvelle génération à avoir fait ses preuves sur le marché aujourd’hui, notamment avec le tracker de fitness WHOOP 4.0. D’ici le milieu de la décennie, les matériaux de Sila équiperont également les voitures Mercedes-Benz, à commencer par la série Classe G. Engagée dans le leadership américain en matière de production d’énergie propre, Sila produira à l’échelle mondiale dans son usine de Moses Lake, Washington, pour laquelle l’entreprise a reçu une subvention de 100 millions de dollars de la part du ministère américain de l’énergie.
