Venez explorer les processus innovants et les technologiques exclusives des batteries en céramique au lithium

ProLogium Technology, premier producteur en série de batteries en céramique au lithium et leader des technologies de batteries de nouvelle génération, vient de publier une toute nouvelle vidéo mettant en avant sa première usine à l’échelle giga de batteries en céramique au lithium, usine située dans le district de Guanyin, à Taoyuan. Cette vidéo présente les processus de fabrication de pointe et les technologies brevetées exclusives de ProLogium dans cette gigafactory, inaugurée en janvier dernier.

Ce jalon important illustre la façon dont ProLogium gère concrètement la transition allant de la production pilote à la production à grande échelle, prouvant ainsi sa capacité à produire en série des batteries en céramique au lithium. En 2024, ProLogium était justement déjà prêt à livrer des échantillons de catégorie C à des clients de l’industrie automobile mondiale depuis la nouvelle installation à Taoyuan, communément appelée l’usine Taoke.

Innovation de rupture avec une nouvelle architecture
ProLogium révolutionne la technologie des batteries lithium-ion, adoptée depuis plus de 30 ans, en remplaçant le film séparateur en polymère traditionnel par un séparateur en céramique. Cette avancée a permis de surmonter les limitations inhérentes à l’ancienne structure des batteries lithium-ion et a conduit au développement d’une architecture de batterie innovante avec deux substrats “enfermant” la cathode, le séparateur en céramique et l’anode, soutenue par la technologie exclusive Logithium™ de ProLogium sur les côtés. Cette architecture révolutionnaire peut accueillir davantage de systèmes chimiques et de matériaux, améliorant ainsi la densité énergétique de la batterie. Elle permet également une recharge rapide de 5% à 60% en seulement 5 minutes, offrant une autonomie de 300 à 400 kilomètres tout en maintenant une longue durée de vie sous de telles conditions.

Cette nouvelle architecture établit un modèle nouveau où performances et densité énergétique sont optimisées sans compromis. Cette avancée autorise la production en série avec des processus rationalisés, une efficacité accrue, une plus grande capacité et un rendement amélioré, réduisant considérablement les coûts de fabrication. Cela défie directement la perception de longue date du marché selon laquelle les batteries de nouvelle génération seraient “impossibles à produire en série” et “chères”.

La simplicité est de mise :
Bien que ce ne soit pas facile à réaliser, ProLogium a réussi à simplifier les 17 processus de base des batteries en les réduisant à 13

Grâce à l’architecture révolutionnaire des batteries de ProLogium et aux technologies de processus qui lui sont propres, les étapes de production des batteries en céramique au lithium ont été réduites de 17 à seulement 13. Cette réduction élimine notamment les processus d’assemblage de fin de ligne les plus chronophages, tels que la pose du film séparateur, l’injection d’électrolyte, l’imprégnation sous vide et le dégazage. Cette ligne de production automatisée et tout-en-un crée des batteries de nouvelle génération commercialement compétitives pour le marché.

Production plus rapide, rendement plus élevé :
Meilleure efficacité avec des technologies de processus exclusives – sur toute la ligne

Pour la fabrication des électrodes, l’utilisation par ProLogium d’un séparateur en céramique à l’état solide permet de traiter plusieurs électrodes simultanément, contrairement à la production traditionnelle de batteries qui utilise des films séparateurs en polymère et ne traite qu’une seule pièce à la fois. Le processus de revêtement exclusif de ProLogium permet une opération efficace de rouleau à rouleau avec changement automatique de rouleau. Ce processus de revêtement spécial, qui applique le séparateur en céramique directement sur l’anode, élimine l’étape de pose du film séparateur.

Comparées à leur technologie de première génération, les machines actuelles de ProLogium présentent une augmentation de 2,6 fois en largeur et de 2,1 fois en longueur de fonctionnement, augmentant considérablement la productivité. La vitesse de la ligne de production est plus de quatre fois supérieure à celle de la génération précédente, surmontant une limitation technique majeure rencontrée par la production traditionnelle de batteries. De plus, ProLogium a codéveloppé avec son partenaire un four spécialisé spécialement conçu pour les batteries en céramique au lithium. Sa conception exclusive facilite le séchage rapide des électrodes, améliorant l’efficacité de production des batteries de nouvelle génération.

Après la fabrication des électrodes, le processus exclusif de “déshydratation par flux chaud” de ProLogium permet une déshydratation rapide à 200°C pendant le processus de bobinage, complétant la tâche en seulement 8 minutes. En contrepoint, les processus de batteries traditionnels nécessitent 8 heures de déshydratation par “séchage sous vide” : ProLogium a donc considérablement augmenté l’efficacité de production.

Après la déshydratation, l’étape suivante est la nouvelle technologie mise au point par ProLogium, dite “Assemblage d’électrodes pour former un inlay (cellule unique)”. Ce processus aligne et attache avec grande précision 12 pièces d’électrodes de cathode et d’anode simultanément par une seule presse à chaud. En appliquant une haute température et une haute pression, cette technique réduit la résistance d’interface et améliore la performance électrique. Cette avancée augmente considérablement la vitesse et la capacité de production des batteries de nouvelle génération, distinguant les batteries en céramique au lithium de ProLogium des batteries traditionnelles, qui ne peuvent attacher qu’une pièce à la fois en raison des limitations thermiques de leurs matériaux.

Surmonter le défi le plus difficile du “rendement multicouche” :
L’imprimante Logithium™ de ProLogium fait toute la différence

Le rendement est le dernier obstacle à surmonter pour la production en série des batteries de nouvelle génération. Atteindre des taux de rendement élevés de la production monocouche à la production multicouche n’est pas aussi simple que d’empiler des électrodes ensemble ; cela prend généralement de nombreuses années d’études. Parmi les plus de 800 brevets de ProLogium, des centaines sont liés à l’amélioration du rendement, couvrant des domaines allant de la structure des cellules à la conception des processus. Le plus crucial d’entre eux est le brevet d’imprimante Logithium™, exclusive à ProLogium. Cette imprimante assure un alignement et une fixation précis lors de la fabrication, tout en agissant comme une barrière contre l’humidité et en prévenant les courts-circuits. Cette technologie a permis des rendements monocouche de 99,9% et des rendements multicouche de 94% sur la ligne pilote. De plus, ProLogium utilise d’autres processus exclusifs tels que les machines de laminage de films et les machines d’impression flexographique, toutes deux absentes dans la fabrication traditionnelle de batteries.

Avec plus de 4 000 points de contrôle qualité et des équipements d’inspection automatiques, ces processus assurent un rendement plus élevé et une qualité optimale. Le processus de laminage permet de presser et attacher un film de support spécial, résistant à la chaleur au substrat, le rendant plus fin, plus rigide et plus résistant à la chaleur, augmentant ainsi la densité énergétique de la cellule. Ce film de support peut être recyclé dans les processus de fin de ligne pour être réutilisé, réduisant encore les coûts. Quant au processus d’impression flexographique, il imprime des marques d’alignement sur les substrats pour obtenir l’alignement de précision et la fixation nécessaires à la production de batteries en céramique au lithium, améliorant le rendement. Plus tard, dans le processus de calandrage, il implique une presse à chaud avec haute température et pression, rendant les électrodes plus compactes et améliorant la conductivité ionique et électronique ainsi que la densité énergétique.

Pionnier de l’utilisation de l’anode 100% en silicium :
La solution de batterie de nouvelle génération “P-C-R” de ProLogium

L’architecture innovante des batteries de ProLogium permet non seulement de créer une batterie de nouvelle génération plus sûre, mais permet également l’utilisation de matériaux avancés de cathode et d’anode pour améliorer l’autonomie. ProLogium est à la pointe de l’industrie en utilisant une anode 100% en silicium avec son matériau composite de silicium (SCM) breveté, offrant une haute utilisation et un coût réduit. Combinée à la haute sécurité du séparateur en céramique, empêchant les courts-circuits, la densité énergétique volumétrique peut atteindre 700-900 Wh/L. Si un lithiuxm métallique ultrafin ou une conception sans anode est utilisé, la densité peut même atteindre 900-1 100 Wh/L. Cette approche maximise l’efficacité des ressources et réduit les coûts, résultant en une solution qui équilibre parfaitement Performances, Coût et Circulation des Ressources (P-C-R). La solution P-C-R de ProLogium répond aux problèmes actuels du marché et peut s’appliquer à divers secteurs et produits.

“Une nouvelle ère a commencé”, a déclaré Vincent Yang, fondateur et président de ProLogium. “Les batteries en céramique au lithium de ProLogium et notre technologie de batterie de nouvelle génération guident l’industrie des batteries vers un nouveau chapitre, préparant le terrain pour les 30 prochaines années. Notre architecture de batterie, par son innovation de rupture, est entièrement différente des batteries lithium-ion traditionnelles. Elle augmente la densité énergétique tout en maintenant une capacité de recharge rapide, réduisant le temps de recharge à 5 minutes.

De façon remarquable, après 800 cycles profonds sous des conditions de recharge rapide, la batterie conserve 80% de sa capacité, offrant une meilleure expérience conducteur. Notre usine de démonstration Taoke prouve que nous sommes les premiers à rendre la production en série possible, servant de prototype pour notre expansion continue. Nous continuerons à faire progresser nos technologies de produits et de fabrication, engagés à conduire une transition énergétique plus durable et plus efficace dans tous les secteurs. Nous voulons mettre cette expertise technologique taïwanaise unique à la disposition des entreprises de toutes les régions du monde.”

Plus d’informations : Explorez la première usine à l’échelle giga pour les batteries en céramique au lithium

À propos de ProLogium :
Fondée en 2006, ProLogium se spécialise dans les solutions innovantes de batteries en céramique au lithium pour les véhicules électriques, les marchés de l’électronique grande consommation et les applications industrielles. Avec plus de 800 brevets mondiaux (y compris ceux en attente et déjà accordés), ProLogium a livré près de 8 000 échantillons de batteries de nouvelle génération aux constructeurs automobiles du monde entier. Sa première usine à l’échelle giga de Taoyuan, Taïwan, commencera à fournir les constructeurs automobiles en 2024, accélérant l’expansion de la capacité dans les marchés clés à l’échelle mondiale. ProLogium a récemment ouvert son premier centre de R&D hors Taïwan à Paris-Saclay en France en mai 2024 et prévoit de terminer sa gigafactory à Dunkerque d’ici fin 2026 ou début 2027.