Depuis vingt ans, les batteries à l’état solide promettent une révolution pour les véhicules électriques, surpassant les limites des batteries lithium-ion (autonomie, recharge, sécurité). Malgré des progrès scientifiques, leur commercialisation reste complexe. Toyota, QuantumScape, Solid Power et Samsung SDI investissent massivement. En 2025, la question persiste : les batteries solides déclencheront-elles enfin la révolution électrique tant attendue ?

Les fondamentaux de la batterie solide et ses avantages face aux technologies classiques

La principale différence entre une batterie lithium-ion traditionnelle et une batterie à l’état solide réside dans la nature de l’électrolyte. Alors que les batteries conventionnelles utilisent un électrolyte liquide, volatil et souvent inflammable, les batteries solides se distinguent par un électrolyte sous forme solide ou semi-solide. Ce changement fondamental ouvre la porte à des performances nettement améliorées, ainsi qu’à une sécurité renforcée.

En remplaçant l’électrolyte liquide par un matériau solide, la densité énergétique peut augmenter considérablement. Cela signifie que les véhicules équipés de ce type de batterie peuvent stocker davantage d’énergie sans augmenter leur poids, ce qui se traduit directement par une autonomie supérieure. De nouveaux records d’autonomie sont envisageables, dépassant couramment les 800 kilomètres, voire le cap symbolique du millier de kilomètres imaginé par certains industriels.

De surcroît, la solidité de l’électrolyte contribue à une meilleure résistance aux variations thermiques et mécanique. Les risques d’incendie liés aux défauts internes, fréquents avec les batteries liquides, sont réduits de manière significative. Cela change la donne pour la sécurité des véhicules électriques, élément primordial pour la confiance des consommateurs et la démocratisation de cette technologie.

Les batteries semi-solides, qui utilisent un électrolyte en gel, offrent par ailleurs un compromis intéressant en attendant la démocratisation des batteries complètement solides. Cela explique pourquoi des marques comme MG avec sa berline L6 et sa nouvelle marque IM misent sur ces solutions intermédiaires pour le marché européen dans un proche avenir.

Le défi industriel : produire en masse des batteries solides à grande échelle

Si les prototypes de batteries solides ont largement démontré leur supériorité en laboratoire, l’enjeu principal demeure aujourd’hui leur fabrication à grande échelle. Les installations industrielles actuelles sont largement optimisées pour la production de batteries lithium-ion classiques. Adapter ou créer des lignes de montage capables de produire à des millions d’unités des batteries solides s’avère un défi gigantesque, aussi bien technique que financier.

Siyu Huang, PDG de la start-up Factorial, l’une des entreprises pionnières dans ce domaine, insiste sur l’écart considérable entre fabrication expérimentale et production industrielle. Factorial a fait un premier pas en construisant la plus grande unité de production de batteries à l’état solide aux États-Unis, mais cela reste modeste comparé à la capacité énorme des fabricants traditionnels de lithium-ion comme CATL et Samsung SDI.

Outre la nécessité de repenser complètement les chaînes de fabrication, les matériaux spécifiques utilisés dans les batteries solides requièrent des conditions de traitement précises pour garantir leur performance et leur longévité. Chaque étape, de la synthèse de l’électrolyte solide aux assemblages complexes de cellules, demande innovation et rigueur. C’est pourquoi certains acteurs comme Factorial intègrent des procédés lithium-ion standard dans leur production semi-solide, un compromis qui facilite la transition vers un futur entièrement solide.

Par ailleurs, l’investissement financier massif reste un frein important. Le passage à la production industrielle exigera des milliards de dollars pour moderniser ou construire de nouvelles usines. Mais cette étape est cruciale pour que des marques telles que BMW, Hyundai, BYD et ProLogium, toutes engagées dans la recherche de long terme sur ces batteries, puissent concrétiser leurs ambitions dans les véhicules de série.

Collaborations stratégiques et course à l’innovation dans le secteur des batteries solides

Face aux enjeux colossaux que représente ce saut technologique, les constructeurs automobiles et les fabricants de batteries multiplient partenariats et alliances. Toyota, par exemple, travaille activement sur le déploiement industriel de batteries solides, annonçant des modèles avant-gardistes intégrant cette technologie avec une autonomie flirtant avec les 700 km et la possibilité de recharges très rapides.

QuantumScape, soutenu par Volkswagen, est un autre exemple clé d’entreprise tournée vers une production industrielle de batteries solides. QuantumScape travaille sur une architecture cellulaire spécifique permettant d’améliorer encore la densité énergétique, tout en simplifiant l’assemblage cellulaire. Solid Power, un autre acteur basé aux États-Unis, collabore également avec Ford et BMW pour développer des batteries utiles à la fois aux voitures particulières et aux secteurs industriels.

En Asie, Samsung SDI et CATL pilotent des programmes de recherche ambitieux. CATL, leader mondial incontesté dans le domaine des batteries lithium-ion, prépare l’arrivée progressive des batteries solides dans ses usines, assorties de diverses alternatives intermédiaires pour ne pas freiner la hausse de la demande. De même, ProLogium, société taïwanaise, propose des solutions de batteries solides à semi-solides qui commencent à intégrer des prototype de véhicules en Chine et en Europe.

Ces synergies entre acteurs viennent souligner que la compétition n’est pas que commerciale mais également technologique. La course à la moindre densité énergétique, à la meilleure autonomie et à la sécurité absolue de la batterie est une véritable course de fond. De plus, l’adaptation des chaînes logistiques et des marchés en réponse à cette transition impacte tout l’écosystème automobile et énergétique mondial.

Les premiers véhicules équipés et la démocratisation progressive attendue des batteries solides

Après des années où les batteries solides restaient confinées au stade de prototypes et démonstrateurs, 2025 marque une étape décisive avec les premières présences concrètes sur les véhicules de série. Certains modèles haut de gamme intègrent désormais des cellules partielles ou semi-solides.

La marque MG, avec sa nouvelle berline L6 sous la bannière IM, propose une batterie semi-solide, offrant un bon compromis entre autonomie accrue et temps de charge réduit. Stellantis poursuit également une stratégie similaire, annonçant dès l’année prochaine l’intégration de batteries semi-solides dans les modèles Dodge Charger Daytona destinés au marché européen.

Parmi les autres constructeurs, BMW, engagé dans un partenariat avec Solid Power, prévoit d’introduire progressivement cette technologie dans sa gamme afin de répondre à des attentes fortes en matière d’autonomie et de performances. De son côté, Hyundai avance avec prudence, explorant différentes formules pour intégrer les batteries solides dans ses futurs modèles électriques tout en mesurant les risques et bénéfices de la transition.

La démocratisation complète de cette technologie reste néanmoins un objectif à moyen terme. Les coûts élevés et les contraintes industriels obligent les fabricants à concilier innovation et rentabilité. Dans ce contexte, CATL mise sur une offre hybride en intégrant des versions solides et semi-solides tandis que Bolloré expérimente des alternatives innovantes dans des niches spécifiques telles que la mobilité urbaine avec ses batteries lithium-métal composites.

Perspectives et enjeux pour un avenir électrique durable avec les batteries solides

Au-delà du gain d’autonomie et de la rapidité de recharge, les batteries solides incarnent une promesse majeure en termes de durabilité et d’impact environnemental. Leur composition, moins dépendante des liquides inflammables, facilite un recyclage plus sûr et parfois plus efficace. Les matériaux impliqués peuvent aussi être optimisés pour limiter l’usage de métaux critiques, une dimension essentielle à la fois pour le développement durable et la sécurisation des approvisionnements.

Parallèlement, cette technologie pourrait contribuer à réduire l’empreinte carbone des véhicules électriques, en améliorant la longévité des batteries et en diminuant la fréquence des remplacements. Cette meilleure endurance jouerait un rôle décisif dans l’acceptation sociale et économique des véhicules électriques à large échelle.

Cependant, pour que cette vision se concrétise, il faudra relever plusieurs défis. D’une part, adapter les infrastructures de production et de recyclage, d’autre part intégrer ces batteries dans un cadre réglementaire et sécuritaire évolutif. Des efforts de recherche collaborative sont fondamentaux, rassemblant universités, laboratoires et industriels.

Les grands acteurs comme Toyota, QuantumScape, Samsung SDI, ou encore BYD démontrent que la transition vers les batteries solides n’est ni un simple mirage ni une utopie lointaine. Il s’agit d’une avancée progressive mais irréversible, accompagnée d’une mobilisation globale visant à redéfinir les standards de la mobilité électrique.