Solide avantage technologique
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19+
ans de R&D
1000+
brevets
300+
Solide avantage technologique
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ingénieurs
Batterie lithium-céramique ProLogium
Oxyde de silicium
Anode Li-métal ProLogium LCB
Logithium® Technologie exclusive d’architecture d’électrode
Logithium®
Technologie exclusive d’architecture d’électrode
Stabilité exceptionnelle et grand potentiel de développement.
Logithium® est une technologie brevetée développée par ProLogium pour l’architecture interne des électrodes. Elle utilise un film humide de silicone appliqué sur un cadre en colle thermodurcissable, garantissant une stabilité structurelle et une résistance mécanique supérieure, même à des températures extrêmes. Cette technologie renforce non seulement la structure de la cellule, mais sert également de couche isolante supplémentaire, offrant une protection double contre la dégradation structurelle et les courts-circuits aux bords. Par ailleurs, elle possède des propriétés hydrofuges et améliore l’adhésion des couches d’électrodes. Elle permet aussi de réduire la surface nécessaire dans la chambre de séchage, ce qui contribue à diminuer les coûts de fabrication. Logithium® constitue ainsi la pierre angulaire de
tous les développements technologiques de l’entreprise.
Bi-cellule
La technologie Double Side dérivée de Logithium® améliore l’épaisseur du revêtement des matériaux actifs en combinant deux cellules simples (Single Cell) pour former une architecture bi-cellulaire (Bi-cell). Cette innovation permet de réduire le nombre de couches d’électrodes empilées, diminuant ainsi le volume et le poids globaux des matériaux. Elle augmente efficacement la capacité de la batterie, ce qui se traduit par une amélioration significative de la densité énergétique en poids et en volume. Par ailleurs, elle réduit la quantité de séparateurs et de matériaux auxiliaires conducteurs nécessaires, optimisant ainsi la structure des coûts des matériaux.
BiPolar+ & MAB
La technologie exclusive de superposition BiPolar+, dérivée de la technique d’encapsulation Logithium®, permet d’empiler directement les électrodes en série et en parallèle, réduisant considérablement le nombre de cellules ainsi que l’espace et les matériaux nécessaires pour l’assemblage externe en série/parallèle. Cela améliore efficacement la tension et augmente l’efficacité de l’assemblage. L’empilement de plusieurs modules BiPolar+ conduit à la formation de la technologie MAB (Multi-Axis Bi-polar+).
Logithium® & BiPolar+ Brevets
Logithium® constitue l’architecture de plateforme fondamentale sur laquelle reposent toutes les technologies de batteries de nouvelle génération développées par ProLogium, ainsi que leur mise en production à grande échelle. Cette technologie de plateforme renforce l’étanchéité contre l’humidité et prévient les courts-circuits au niveau des bords des cellules. L’architecture de cadre d’étanchéité et séparateur, spécifiquement conçue pour les batteries à électrolyte solide et issue de cette technologie, est l’un des éléments clés de ProLogium depuis l’apparition de ses premières cellules. Elle a permis le développement d’un procédé de fabrication à grande vitesse de type Roll-to-Roll. Aujourd’hui, l’empreinte technologique de Logithium ®se retrouve dans la plupart des procédés de production dominants pour les batteries solides.
Dès 2010, ProLogium a déposé des brevets pour Logithium® à Taïwan, dans l’Union européenne et aux États-Unis. Cette technologie a donné naissance à 286 brevets, incluant des innovations majeures telles que BiPolar+ (breveté à Taïwan en 2017, puis dans l’UE et aux États-Unis en 2018), MAB (Multi-Axis BiPolar+), et la technologie Bi-Cell. Parmi celles-ci, la technologie MAB a remporté en 2019 la médaille d’or des Edison Awards aux États-Unis pour son innovation. L’analyse des cartographies de brevets positionne aujourd’hui Logithium®comme une paradigme technologique dans l’industrie.
Séparateur 100% céramique
L’architecture intrinsèquement sûre avec une stabilité robuste
Séparateur 100% céramique
L’architecture intrinsèquement sûre avec une stabilité robuste
Résolution des problèmes de conductivité et de fragilité de l’électrolyte à base d’oxyde.
Le séparateur 100% céramique est composée d’oxydes inorganiques ininflammables, offrant une sécurité intrinsèque ainsi qu’une grande robustesse structurelle. En tant qu’élément clé de notre développement technologique à long terme, cette architecture assure un haut niveau de sécurité même lorsque les technologies atteignent leurs performances maximales. Ce concept a été breveté dès 2012.
Composants de la technologie LCB
Résistance Structurelle
Le séparateur 100% céramique présente une stabilité mécanique exceptionnelle et une incompressibilité élevée. Elle n’est pas affectée par les contraintes internes liées à l’expansion et à la contraction des matériaux actifs lors des cycles de charge et de décharge, et résiste efficacement aux chocs physiques externes. Cela permet de prévenir les dommages structurels de la batterie, d’interrompre la survenue de courts-circuits ou d’emballement thermique, et d’améliorer considérablement la durabilité de la batterie face aux forces mécaniques et à un usage prolongé. Cette technologie offre ainsi un niveau de sécurité maximal pour une large gamme d’applications.
Excellente stabilité thermique
Le séparateur 100% céramique présente une stabilité thermique exceptionnelle : sa température de décomposition dépasse 1000 °C tout en maintenant son intégrité structurelle. Elle conserve également ses propriétés d’isolation électronique à 300 °C, ce qui démontre la sécurité intrinsèque de son matériau. Elle est donc particulièrement adaptée aux environnements à températures extrêmes, réduisant fortement les risques de thermal runaway.
Par ailleurs, comparée aux matériaux conventionnels, le séparateur céramique offre une conductivité thermique trois fois supérieure, ce qui améliore l’évacuation de la chaleur à l’intérieur de la cellule. Cela permet d’accélérer le transfert et la dissipation thermique, maintenant la stabilité thermique même sous haute puissance. Ce gain en gestion thermique contribue à renforcer la sécurité et la longévité de la batterie lors des cycles de charge et de décharge
Les verrous de la production en rouleau levés, et une grande vitesse atteinte
Fidèle à l’esprit d’innovation de ProLogium axé sur la possibilité de mise en production à grande échelle (Producible), l’entreprise a développé un procédé exclusif permettant la production en rouleau (roll-to-roll) de matériaux céramiques pourtant connus pour leur rigidité. Ce procédé représente l’une des plus grandes fiertés technologiques de ProLogium.
Depuis la mise en place de la ligne d’échantillonnage en 2013, le séparateur céramique est fabriquée par revêtement plutôt que par frittage, une approche qui offre des perspectives nettement supérieures en termes de scalabilité et d’augmentation de capacité de production.
En 2017, ProLogium a finalisé une ligne pilote roll-to-roll capable de revêtir le séparateur céramique à une vitesse de 12 mètres par minute (12 m/min). En 2024, la ligne de production à l’échelle du GWh a porté cette vitesse à 30 m/min, tout en permettant un revêtement en double couche, où le séparateur céramique peut être appliquée en même temps que la couche d’électrode, améliorant encore l’efficacité de production. L’objectif pour 2026 est d’atteindre une vitesse de 55 m/min.
Électrolyte solide 100 % inorganique superfluidifié
Matériau intrinsèquement sûr synthétisé à partir de ASM
Électrolyte solide 100 %
inorganique superfluidifié
Matériau intrinsèquement sûr synthétisé à partir de ASM
Mécanisme de sécurité actif allant au-delà de la sécurité intrinsèque.
L’électrolyte solide 100% inorganique superfluidifié représente la dernière génération des batteries céramiques au lithium de nouvelle génération, offrant une sécurité globale, une haute densité énergétique, une capacité de charge rapide, une longue durée de vie cyclique, une stabilité à basse température, ainsi qu’un taux de recyclage élevé et une rentabilité commerciale.
Sécurité:
• Sécurité intrinsèque
Le matériau électrolyte solide 100% inorganique superfluidifié est intrinsèquement non inflammable. Il ne génère pas de gaz toxiques ou inflammables même sous haute température et haute pression, et il prévient l’effondrement de la structure de la batterie ainsi que la formation de matériaux inflammables à haute température. Il s’agit donc d’un matériau véritablement doté de sécurité intrinsèque.
En revanche, une autre approche technique, l’électrolyte solide à base de sulfure, libère du sulfure gazeux hautement inflammable en environnement oxydant à haute température, provoquant des phénomènes d’auto-inflammation. Lors d’une défaillance mécanique entraînant un effondrement, les ions lithium dans leur état fondamental stable se transforment en radicaux libres de lithium métallique excités, devenant ainsi des matériaux inflammables à haute température. Ce matériau ne possède donc pas de sécurité intrinsèque
• Sécurité Active
L’électrolyte solide 100% inorganique superfluidifié constitue également un mécanisme de sécurité active. Composé d’éléments ASM, il se décompose automatiquement en ces composants sous haute température et haute pression, stabilisant ainsi de manière autonome le cristal de la cathode, évitant sa dégradation thermique générant de l’oxygène et de la chaleur. Par ailleurs, à l’anode, il transforme les espèces excitées en état fondamental, bloquant efficacement le déclenchement du emballement thermique, ce qui confère des propriétés de sécurité active.
Haute conductivité ionique & bonne compatibilité d’interface
L’électrolyte solide 100% inorganique superfluidifié de ProLogium, certifié SGS, atteint une conductivité ionique record de 57 mS/cm à 25 °C, soit 5 à 6 fois plus que les électrolytes liquides organiques et solides sulfures. À -20 °C, il conserve une conductivité 2 à 3 fois supérieure à ces derniers à température ambiante, avec une efficacité de décharge de 90-95 %, surpassant largement la baisse habituelle de 50-60 % des batteries classiques en basse température. Cette technologie permet d’améliorer la fiabilité et la stabilité dans des conditions extrêmes.
Combiné au séparateur 100 % céramique, il résout le problème de gonflement des anodes composites silicium sans pression additionnelle, améliorant ainsi le contact à l’interface électrolyte-matériau actif. Ceci est bien supérieur aux batteries solides sulfures qui nécessitent une pression de 100 ATM pour fonctionner.
Advantage de coût
Le développement technologique de SF-Ceramion (électrolyte solide 100% inorganique superfluidifié) se concentre sur la faisabilité de la production de masse, en choisissant des matériaux sans éléments rares et une synthèse simple. Actuellement, le coût de synthèse des matériaux dans les laboratoires ProLogium est proche de celui des électrolytes liquides. Avec la montée en échelle stable, ce coût devrait encore diminuer pour atteindre celui des électrolytes liquides. En associant des partenariats stratégiques avec de grandes industries chimiques, une optimisation supplémentaire des coûts et une compétitivité commerciale renforcée sont attendues.
Sur le marché, les électrolytes solides courants, comme le LLZO contenant du lanthane ou le LGPS contenant du germanium, ne voient pas de baisse de coût significative par mise à l’échelle. Même le LATP, avec une baisse de coût plus notable, ne parvient pas à atteindre les niveaux des électrolytes liquides.
L’électrolyte superfluidifié de ProLogium est intrinsèquement non inflammable et ne produit pas de substances combustibles, ce qui supprime le besoin d’un environnement de salle sèche continue lors de la production. Selon un rapport d’une grande société de courtage chinoise, la salle sèche pour les batteries sulfureuses doit atteindre un point de rosée deux fois plus bas (-80 °C vs. -40 °C) et occupe 8 à 12 fois plus d’espace que celle de la 4e génération de batteries ProLogium. De plus, la production en aval des batteries ProLogium ne nécessite pas de pression externe de 100 MPa lors de l’assemblage des couches. Ces avantages réduisent considérablement le CAPEX et l’OPEX, tout en simplifiant le procédé, garantissant ainsi la producibilité et la rentabilité d’une production de masse future.
Anode en silicium composite à 100%
Équilibre parfait entre haute performance et faible coût
Anode en silicium
composite à 100%
Équilibre parfait entre haute performance et faible coût
L’anode composite entièrement en silicium offre simultanément quatre grands avantages : haute densité énergétique, charge ultra-rapide, design léger et faible coût. Grâce à notre technologie exclusive de structure de cellule, nous pouvons complètement corriger la tendance naturelle au gonflement de ce matériau, maximisant ainsi l’efficacité énergétique des matériaux utilisés.
Haut densité énergétique et rentabilité
L’anode en matériau composite entièrement silicium permet un taux d’activation élevé de 1 800 à 2 300 mAh/g, soit environ 6 fois celui de l’anode graphite traditionnelle (environ 360 mAh/g), avec une épaisseur seulement 1/5 de celle du graphite. Elle offre une haute densité énergétique de 380-400 Wh/kg et 900-940 Wh/L, tout en réduisant significativement le coût par unité d’énergie, à environ 2/3 de celui de l’anode graphite (USD/kWh).
Cet avantage de coût, comparé au prix élevé du lithium métal, souligne davantage la faisabilité de la production de masse des batteries de quatrième génération de ProLogium dans la course aux batteries de nouvelle génération.
Charge ultra-rapide
L’anode en graphite subit lors des cycles de charge et décharge une insertion et extraction des ions lithium, ce qui peut perturber la structure de surface. Avec l’augmentation du nombre de cycles, les contraintes locales aux bords des couches de graphite provoquent la rupture des liaisons carbone-carbone (cassure des liaisons C–C), entraînant une perte irréversible de capacité de la batterie.
En comparaison, le silicium peut naturellement former un alliage avec le lithium ; les ions lithium se lient au silicium, un seul atome de silicium pouvant former un alliage avec plusieurs ions lithium (structure Li-Si), augmentant ainsi considérablement la capacité spécifique tout en supportant une charge rapide à haute puissance.
Nos batteries de troisième et quatrième génération, sans pression externe, avec une conception système à 400 V, permettent une charge jusqu’à 80 % en 8,5 minutes pour la troisième génération, et en 6,4 minutes pour la quatrième génération. De plus, leur durée de vie en cycle, dans une plage de charge de 10 % à 80 %, dépasse les 1 200 cycles. Récemment, la charge rapide à haute tension (flash charge) à 1 500 V suscite beaucoup d’intérêt sur le marché, mais les bornes de recharge actuelles ne disposent pas d’une telle configuration. En pratique, il est difficile de trouver des équipements et composants compatibles avec une telle tension, qui présente en outre des risques importants.
Sans Anode
métal lithium ultra-mince
Sans Anode
métal lithium ultra-mince
Mécanisme de sécurité actif allant au-delà de la sécurité intrinsèque.
Fondée sur la sécurité intrinsèque et active de l’électrolyte solide 100% inorganique superfluidifié, la technologie de batterie lithium solide superfluidifiée de quatrième génération de ProLogium supporte désormais une architecture sans anode. Grâce à la technique de revêtement en motif appliquée à de fines feuilles de lithium métallique, la densité énergétique atteint 430-470 Wh/kg et 1000-1100 Wh/L, tout en réalisant une production rapide en rouleau à rouleau avec un coût comparable à celui des anodes en graphite.
Bien que le lithium métallique présente un avantage élevé en densité énergétique, sa nature instable et le risque de croissance de dendrites de lithium représentent des défis majeurs, pouvant percer le séparateur et réagir avec la cathode, entraînant un emballement thermique. ProLogium, grâce à son électrolyte solide 100% inorganique superfluidifié auto-développé et à sa structure de séparateur 100% céramique, supprime efficacement la pénétration des dendrites, libérant pleinement le potentiel du lithium métallique et réalisant une application à la fois sûre et performante.
