General Motors travaille avec Forge Nano, une start-up spécialisée dans la science des matériaux, pour trouver de nouvelles façons d'améliorer les performances et la durée de vie des cellules des batteries des véhicules électriques.
La branche d'investissement du constructeur automobile, GM Ventures, a injecté mercredi 10 millions de dollars dans Forge Nano, qui développe un revêtement mince qui, selon la startup, contribuera à améliorer la sécurité et à augmenter la durée de vie des matériaux actifs de la cathode, réduisant ainsi les coûts globaux des batteries.
Dans le cadre de cet investissement stratégique, GM et Forge Nano ont également signé un accord qui permettra potentiellement au constructeur automobile d'utiliser le revêtement de la startup, une « technologie de dépôt de couche atomique » appelée Atomic Armor.
Dans une batterie lithium-ion, la cathode est le côté qui stocke les ions lithium lorsque la batterie est chargée et les libère lorsqu'elle est déchargée. L'autre électrode d'une cellule de batterie, l'anode, absorbe les ions lithium lorsque la batterie est en charge et les libère pendant l'utilisation. La combinaison la plus courante de matériaux cathodiques est le lithium, le nickel, le manganèse et le cobalt, mais les batteries au lithium fer phosphate (LFP) gagnent du terrain auprès de GM et d'autres constructeurs automobiles comme Tesla et Ford.
Le partenariat et l'investissement interviennent alors que GM abandonne sa marque de batterie Ultium et s'éloigne d'une stratégie « à cellule unique, à chimie unique et à facteur de forme unique » pour s'orienter davantage vers une stratégie multi-cellules, multi-fournisseurs, multi-chimie et multi-facteurs de forme pour les batteries Ultium. notre feuille de route pour la batterie », a déclaré à TechCrunch Jack Crawley, porte-parole de GM.
Les ventes de véhicules électriques de GM ont augmenté de 60 % d'une année sur l'autre au troisième trimestre, mais cette croissance n'atteint pas le rythme espéré par l'entreprise et les investisseurs. Les véhicules électriques ne représentent toujours que 4,9 % des ventes totales de GM au troisième trimestre, et la PDG Mary Barra a abaissé ses prévisions pour 2024 à 200 000 véhicules électriques vendus.
GM Ventures investit toujours dans des startups en gardant un œil sur d'éventuels partenariats stratégiques pour améliorer ses propres produits. Dans le domaine de l'électrification et des batteries, GM Ventures a investi 167 millions de dollars dans 18 sociétés de portefeuille, dont des startups comme Soelect, Mitra Chem et SolidEnergy Systems.
« GM est toujours à la recherche de moyens de rendre les véhicules électriques plus efficaces. [and] rechercher de meilleures performances de la batterie », a déclaré Crawley. “Le dépôt de couches atomiques – la capacité de contrôler notre chimie et la structure des matériaux de nos batteries au niveau atome par atome – est donc certainement quelque chose qui nous intéresse.”
Crawley a noté que cette technologie pourrait conduire à des taux de charge plus rapides, à une densité énergétique accrue et à une durée de vie des batteries plus longue.
Paul Lichty, PDG de Forge Nano, a ajouté que la plate-forme Atomic Armor augmente la sécurité des cellules en aidant à prévenir des événements tels que les événements de piste thermique, qui peuvent conduire à des incendies de batteries.
En effet, Atomic Armor est constitué d'une couche de céramique ultra-fine qui recouvre les matériaux jusqu'au niveau des particules atomiques, ce qui conduit à des performances plus stables et plus robustes, selon Lichty.
Aujourd'hui, les matériaux des cellules de batterie sont généralement fabriqués avec des revêtements, mais Lichty affirme que ceux-ci ne sont pas uniformes et qu'ils ne sont pas au niveau atomique.
“Nous constatons les inconvénients des batteries qui n'ont pas assez d'énergie pour des choses comme les eVTOL, les avions électriques ou les véhicules à longue autonomie”, a déclaré Lichty. Il a également noté que la plupart des clients commerciaux de Forge Nano appartiennent aujourd'hui aux secteurs de l'aérospatiale et de la défense, mais que cet investissement de GM constitue une étape vers une adoption plus large dans l'industrie des véhicules électriques.
“Nous empêchons essentiellement la corrosion dans la cellule qui la fait mourir rapidement, que ce soit à cause de la chaleur ou de l'utilisation”, a déclaré James Trevey, directeur de la technologie de Forge Nano, à TechCrunch. “Plus l'application est extrême, plus vous constaterez d'améliorations de la part d'Atomic Armor.”
Lichty a déclaré que lors d'essais et de déploiements commerciaux, Forge Nano a été capable « d'extraire plus de lithium de cette cathode lorsque nous faisons du cycle que quiconque » en utilisant « le lithium qui est déjà là », augmentant ainsi la densité énergétique d'une cellule de batterie jusqu'à 20 %.
“Cela revient en quelque sorte à trouver 20 % de lithium en plus qui traîne sur le sol et à pouvoir y accéder essentiellement gratuitement”, a-t-il ajouté.
La technologie de revêtement de Forge Nano peut être connectée directement au processus existant d'un fabricant de cellules pour générer des économies de coûts allant jusqu'à 20 %, a déclaré le PDG.
La filiale de cellules de batterie de la société, Forge Battery, utilise aujourd'hui la plate-forme Atomic Armor pour produire des prototypes de cellules tout en construisant sa propre giga-usine en Caroline du Nord grâce à une récompense de 100 millions de dollars que la société a reçue en septembre du ministère de l'Énergie. Forge Battery prévoit de commencer à produire 2 170 cellules contenant l’armure atomique de Forge en 2026.