Top 12 Solid State Battery Companies Shaping the Future

The race to develop next-generation solid state batteries is intensifying, with multiple Solid State Battery Companies making significant advancements. Unlike traditional lithium-ion batteries, solid state batteries use solid electrolytes, which offer enhanced safety, higher energy density, and faster charging capabilities. These features have attracted the attention of major companies, leading to a surge in research and development efforts. The following sections provide an in-depth look at some of the top Solid State Battery Companies, their unique approaches, and their development timelines, highlighting the potential impact of their innovations on the energy storage industry.

Qu'est-ce qu'une batterie à semi-conducteurs ?

A solid state battery is a new technology that uses solid electrodes and a solid electrolyte, unlike conventional lithium-ion batteries that rely on liquid or gel-based electrolytes. The primary difference lies in the materials used for energy transfer. Traditional batteries typically use a fluid electrolyte, which can cause safety concerns like overheating or even explosions under extreme conditions. In contrast, solid state battery materials are usually made from ceramics, glass, or polymers, which are far more stable and safer.

La batterie à semi-conducteurs utilise ces matériaux solides pour conduire les ions entre les électrodes, remplaçant ainsi la solution liquide trouvée dans les anciennes conceptions de batterie. Cette différence de construction améliore considérablement la sécurité, car les matériaux solides sont ininflammables et peuvent résister à des températures beaucoup plus élevées sans se décomposer. En conséquence, les matériaux des batteries à semi-conducteurs rendent la technologie plus fiable, réduisant ainsi le risque de fuites, d’incendies ou de réactions chimiques.

Un autre aspect clé d’une batterie à semi-conducteurs est sa capacité à utiliser du lithium métallique comme anode au lieu du graphite. Ce changement augmente la densité énergétique, permettant à la batterie de stocker plus d’énergie pour une même taille ou un même poids. Ceci est particulièrement avantageux pour les véhicules électriques (VE) et les appareils électroniques portables qui nécessitent des sources d’énergie compactes et de grande capacité. En utilisant des matériaux avancés pour batteries à semi-conducteurs, les fabricants peuvent créer des batteries qui sont non seulement plus sûres, mais également plus légères et plus durables que les options traditionnelles.

Dans l’ensemble, une batterie à semi-conducteurs est considérée comme un remplacement prometteur pour les batteries lithium-ion actuelles en raison de sa sécurité améliorée, de sa durée de vie plus longue et de sa densité énergétique plus élevée. À mesure que cette technologie progresse, elle pourrait révolutionner la façon dont les batteries sont utilisées dans diverses industries, des véhicules électriques aux systèmes de stockage d’énergie renouvelable.

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Avantages des batteries à semi-conducteurs

The benefits of solid state batteries make them a strong contender as a replacement for lithium batteries in many applications. Their advantages over traditional lithium-ion batteries include enhanced safety, improved energy density, and rapid charging capabilities, making them highly attractive for industries that demand reliable, long-lasting power solutions.

Fonctions de sécurité améliorées

One of the key benefits of solid state batteries is their significantly improved safety profile. Traditional lithium-ion batteries use liquid electrolytes, prone to overheating, leaking, or even catching fire under certain conditions. However, solid state batteries replace these with stable, non-flammable materials like ceramics or polymers, reducing the risk of thermal runaway and making them safer for use in high-stress environments such as electric vehicles and industrial equipment. Solid electrolytes are more resistant to degradation over time, which means a lower chance of failure even after extended use.

Surveillance améliorée de la densité énergétique

Another crucial benefit of solid state batteries is their higher energy density. By utilizing solid state battery materials like lithium metal as the anode, solid state batteries can store more energy per unit of volume or weight than traditional batteries. This feature is especially important for applications where space and weight are at a premium, such as electric vehicles and portable electronics. A solid state battery can double or triple the energy density of a conventional lithium-ion battery, offering more range for EVs or longer usage times for electronic devices. Additionally, the solid electrolytes in these batteries enable better energy density monitoring, allowing for more precise control over the battery’s charge and discharge cycles.

Capacités de charge rapide

Les batteries à semi-conducteurs sont également connues pour leurs capacités de charge rapide, un avantage clé par rapport aux batteries au lithium conventionnelles. En raison de leur structure unique et des propriétés des matériaux des batteries à semi-conducteurs, ces batteries peuvent supporter un mouvement ionique plus rapide, réduisant ainsi le temps nécessaire pour une charge complète. Alors que les batteries traditionnelles peuvent prendre des heures pour atteindre une charge complète, les batteries à semi-conducteurs peuvent obtenir la même chose en une fraction du temps, ce qui en fait un remplacement idéal pour les batteries au lithium dans les applications où une recharge rapide est essentielle, comme les véhicules électriques ou les systèmes de secours d'urgence. .

La combinaison d'une sécurité améliorée, d'une densité énergétique plus élevée et de capacités de charge rapide positionne les batteries à semi-conducteurs comme la prochaine évolution de la technologie des batteries. Alors que les fabricants continuent de perfectionner cette technologie, elle a le potentiel de servir de remplacement supérieur aux batteries au lithium dans divers secteurs.

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Défis liés à l’accélération du développement des batteries à semi-conducteurs

Although solid state batteries have shown significant potential as the future of energy storage, multiple obstacles remain. These challenges hinder the speeding up of solid state battery development and achieving large-scale commercialization. The issues range from competition with other technologies to the complexities of the production process. Let’s look at some of the key challenges researchers and manufacturers face.

Technologies alternatives disponibles

One of the most significant barriers to speeding up solid state battery adoption is the presence of other competing technologies. Current lithium-ion batteries, for example, have a well-established supply chain, lower costs, and are widely used in many applications. As a result, traditional lithium-ion batteries still dominate the market due to their affordability and proven performance. Besides lithium-ion, other emerging technologies, such as sodium-ion and lithium-sulfur batteries, offer different benefits. These alternatives make it harder for companies to justify the high investment needed to develop solid state batteries.

With more options available, many manufacturers hesitate to commit to solid state technology fully. They are weighing the benefits of solid state batteries against the potential of other systems. Until the cost, safety, and energy density of solid state batteries can be proven to significantly outperform existing options, the adoption process will remain slow. This means speeding up development will require a stronger focus on research and proving the unique value of solid-state systems over other battery technologies.

Techniques de production complexes

Un autre défi majeur pour accélérer le développement des batteries à semi-conducteurs est le processus de fabrication complexe. Les batteries lithium-ion traditionnelles disposent d’un processus de production rationalisé qui a été optimisé au fil des décennies. En revanche, les batteries à semi-conducteurs utilisent un ensemble complètement différent de matériaux pour batteries à semi-conducteurs, tels que la céramique ou le verre, qui sont plus difficiles à manipuler et plus coûteux à produire. La structure délicate de ces matériaux rend difficile le maintien de normes de qualité élevées lors de la fabrication, ce qui entraîne de faibles rendements et des coûts élevés.

Additionally, achieving a uniform and stable interface between the solid electrolyte and the electrodes is crucial. Any defects can cause the battery to malfunction or degrade quickly. This requirement for precise manufacturing means that scaling up production is not as simple as for conventional batteries. Current methods for creating solid state batteries often involve high temperatures and pressures, which are costly and time-consuming. As a result, speeding up production would require new techniques and innovations that can lower costs and reduce the time needed to manufacture these advanced batteries.

De plus, les batteries à semi-conducteurs nécessitent un équipement spécialisé qui n’est pas largement disponible, ce qui rend difficile l’entrée sur le marché des petites entreprises. Cela se traduit par un obstacle important à l’investissement pour les nouveaux acteurs, ralentissant ainsi la progression globale. Pour faire des batteries à semi-conducteurs un produit commercial viable, l’industrie a besoin de percées dans les matériaux et les processus de fabrication afin de rationaliser la production et de réduire les coûts.

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Chronologie des batteries à semi-conducteurs

La chronologie des batteries à semi-conducteurs montre comment cette technologie prometteuse a évolué depuis les étapes initiales de recherche jusqu'à sa production de masse prévue. Malgré ses avantages potentiels par rapport aux batteries lithium-ion conventionnelles, le chemin vers une utilisation commerciale à grande échelle a été long et difficile. Voici un aperçu plus approfondi du calendrier de développement et des étapes clés des batteries à semi-conducteurs.

Début de la recherche et du développement (années 1970 à 2000)

Le concept de batteries à semi-conducteurs a été introduit pour la première fois dans les années 1970, lorsque les chercheurs ont commencé à expérimenter des matériaux pour batteries à semi-conducteurs comme la céramique et les polymères pour remplacer les électrolytes liquides utilisés dans les batteries traditionnelles. Durant cette période, l’accent a été principalement mis sur l’amélioration de la densité énergétique et de la sécurité. Cependant, en raison de limitations techniques et de coûts de production élevés, les batteries à semi-conducteurs sont restées largement confinées aux expériences en laboratoire.

Percées technologiques et prototypes (2010 – 2019)

In the early 2010s, interest in solid-state technology gained momentum as several companies, including Toyota and Samsung SDI, began investing heavily in research and development. They explored various solid state battery materials and made significant advancements in the composition of solid electrolytes. By 2017, Toyota and other key players had successfully developed the first solid-state prototypes, proving that these batteries could be used in real-world applications. This period marked a turning point in the Solid State Battery Timeline, demonstrating the potential for safer, more efficient energy storage solutions.

Production pilote et commercialisation initiale (2020 – 2025)

Les années 2020 ont vu des progrès rapides dans la commercialisation des batteries à semi-conducteurs. Des entreprises comme QuantumScape et Solid Power sont passées de la recherche en laboratoire à la production pilote, dans le but de commercialiser leurs produits. Ces entreprises se sont associées à de grands constructeurs automobiles comme Volkswagen et Ford, en se concentrant sur l'utilisation de batteries à semi-conducteurs dans les véhicules électriques (VE). D’ici 2025, de nombreux fabricants prévoient de lancer leurs modèles de batteries à semi-conducteurs de première génération pour les véhicules électriques, en visant une autonomie plus longue et des temps de charge plus rapides.

Production de masse et expansion du marché (2026 – 2030)

The Solid State Battery Timeline suggests that mass production will begin around 2026, as several leading companies, such as CATL and BYD, have announced plans to launch large-scale production lines. By this time, technological barriers related to solid state battery materials and manufacturing techniques are expected to be resolved, making these batteries more cost-competitive with traditional lithium-ion batteries. This period will also see broader adoption in consumer electronics, energy storage systems, and potentially aviation.

Développements futurs (2030 et au-delà)

Looking further ahead, the focus will be on optimizing the performance and cost of solid state batteries. As production scales up and the technology matures, solid state batteries are expected to replace conventional lithium-ion batteries in various applications. This transition will likely reshape the energy storage landscape, providing safer, more efficient power solutions for industries worldwide.

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12 Best Solid State Battery Companies

La montée en puissance des fabricants de batteries à semi-conducteurs remodèle le secteur du stockage d’énergie, repoussant les limites de ce que la technologie lithium-ion traditionnelle peut réaliser. Une batterie à semi-conducteurs utilise des électrolytes solides au lieu d’électrolytes liquides, offrant une sécurité améliorée, une densité énergétique plus élevée et des temps de charge plus rapides. Ces avantages ont retenu l'attention d'acteurs majeurs tels que CATL, BYD et QuantumScape, chacun s'efforçant de diriger cette évolution technologique. Tandis que ces entreprises ouvrent la voie, MANLY Battery se prépare également à cette transformation. Alors que nous continuons à développer des batteries au lithium de pointe, restez connecté pour nos futures innovations à l'état solide !

CATL

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CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited) est un leader mondial dans la fabrication de batteries et l'un des acteurs les plus influents du secteur.solidestate battery market. The company recently unveiled its “condensed state battery” technology, which integrates liquid and solid electrolyte features to offer a hybrid solution. This innovative design achieves an energy density of up to 500 Wh/kg, positioning it as one of the most advanced solid state battery technologies currently under development. CATL focuses on enhancing energy density and safety—two critical factors that traditional lithium-ion batteries often struggle to balance.

Chronologie du développement

• 2023: CATL a présenté sa batterie à semi-conducteurs, marquant une étape importante dans la recherche sur les semi-conducteurs de l'entreprise. La nouvelle technologie de batterie utilise un électrolyte solide à base de soufre, qui offre une conductivité ionique et une stabilité élevées, ce qui la rend idéale pour atteindre des densités d'énergie plus élevées tout en préservant la sécurité.
• 2024: CATL’s chief scientist, Wu Kai, announced that the company’s solid state battery technology is currently at a “4 out of 9” maturity level. This scale measures the progress toward full commercialization, with 9 representing readiness for large-scale production. The company set a target to reach a maturity level of “7 or 8” by 2027, enabling small-scale production and establishing CATL as a leader in the solid-state sector.
• 2027 : CATL aims to achieve a significant milestone by starting small-scale production of its solid state batteries. This achievement will position CATL as a frontrunner in the industry, paving the way for broader commercialization. The company plans to integrate its solid-state technology into various applications, including electric vehicles (EVs) and energy storage systems.
• 2030 et au-delà: D'ici 2030, CATL espère avoir pleinement commercialisé sa technologie de batteries à semi-conducteurs, répondant ainsi à la demande croissante de solutions de stockage d'énergie plus sûres et plus efficaces. La stratégie à long terme de l'entreprise consiste à élargir son offre de batteries à semi-conducteurs pour prendre en charge une variété d'applications, depuis les véhicules électriques hautes performances jusqu'aux systèmes de stockage d'énergie industriels.

BYD

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BYD, another prominent player among Solid State Battery Companies, has made significant strides in developing its own solid state battery technology. Although BYD has not yet introduced a commercial solid-state product, it has pursued a unique design combining a high-nickel ternary (single crystal) cathode, a silicon-based anode, and a sulfur-based electrolyte. This advanced configuration is expected to yield energy densities exceeding 280 Wh/kg, making BYD a strong competitor in the high-performance battery market.

Chronologie du développement

• 2018 – 2022: BYD laid the groundwork for its solid state battery research by investing heavily in material science and establishing partnerships with top research institutions. During this period, the company refined its electrolyte and electrode compositions to enhance energy density and safety.
• 2023: The company officially announced its intention to commercialize solid state batteries and began prototyping its first solid-state cells. BYD’s initial designs showed promising results, surpassing conventional lithium-ion batteries’ energy densities.
• 2027: BYD’s first significant milestone is the planned launch of small-scale solid state battery production. The company will initially focus on integrating these batteries into its high-end vehicle models to validate performance and safety in real-world conditions.
• 2030: By 2030, BYD aims to equip around 40,000 vehicles with its solid state battery technology. The company plans to expand production capacity to support the growing demand for solid-state batteries in electric vehicles and other applications.
• 2033 et au-delà: L'objectif à long terme de BYD est de disposer de 120 000 véhicules utilisant sa technologie à semi-conducteurs d'ici 2033. Ce calendrier souligne l'engagement de l'entreprise à devenir un leader parmi les entreprises de batteries à semi-conducteurs. Les conceptions à semi-conducteurs de BYD visent à réduire le risque d'emballement thermique, un problème courant dans les batteries lithium-ion traditionnelles, en utilisant des matériaux offrant une meilleure gestion thermique et une meilleure stabilité.

QuantumScape

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QuantumScape, une startup californienne fondée en 2010, s'est rapidement imposée dans le secteur des batteries à semi-conducteurs. La société se concentre sur le développement de batteries au lithium métal à semi-conducteurs spécialement conçues pour les véhicules électriques (VE). Ce qui distingue QuantumScape des autres sociétés de batteries à semi-conducteurs est son architecture innovante « sans anode », qui élimine le besoin d'anodes en graphite traditionnelles. Au lieu de cela, la société utilise du lithium métallique comme anode, associé à son séparateur céramique à semi-conducteurs exclusif. Cette conception unique améliore considérablement la densité énergétique, la sécurité et les vitesses de charge, faisant des batteries de QuantumScape un changement potentiel pour le marché des véhicules électriques.

Chronologie du développement

• 2010: QuantumScape was established by Stanford University scientists, including Jagdeep Singh, Fritz Prinz, and Tim Holme. The company initially aimed to develop a safer, higher-capacity battery that could outperform existing lithium-ion technology.
• 2018: Volkswagen Group invested $100 million in QuantumScape to accelerate the development of solid state battery technology. This partnership aimed to integrate QuantumScape’s batteries into Volkswagen’s future EV models, allowing the automaker to offer longer ranges and faster charging times.
• 2020: QuantumScape went public, attracting more investors and gaining further financial support for its research and development. This milestone allowed the company to ramp its efforts and produce early-stage prototypes.
• 2022: QuantumScape a livré son premier prototype de cellules de batterie au lithium métal à 24 couches à plusieurs grands fabricants d'équipement d'origine (OEM) automobiles pour tests. Ces cellules ont démontré une densité énergétique élevée et des capacités de charge rapide, validant l'approche de conception unique de l'entreprise. QuantumScape s'est également associé à Fluence pour explorer l'utilisation de ses batteries à semi-conducteurs dans des systèmes de stockage d'énergie stationnaires, élargissant ainsi ses applications potentielles au-delà du secteur automobile.
• 2023: La société a annoncé des résultats de tests réussis pour ses échantillons de batteries A0, atteignant une capacité d'électrode positive élevée de 3,1 mAh/cm². Dans des conditions de profondeur de décharge (DoD) et de charge C/3 et de décharge C/2 de 100 %, les cellules A0 ont maintenu une rétention de capacité de 95 % après 1 000 cycles. Ces résultats ont montré que la technologie à semi-conducteurs de QuantumScape approchait des niveaux de performances comparables à ceux des batteries lithium-ion liquide à haute teneur en nickel, marquant une avancée significative dans le domaine.
• 2024: QuantumScape a commencé à livrer ses prototypes Alpha-2 à des clients sélectionnés pour des tests plus approfondis et une intégration dans les plates-formes EV. Cette phase permettra à l'entreprise d'affiner sa technologie sur la base de données réelles et de se préparer à une production à grande échelle.
• 2027 – 2030: QuantumScape prévoit de produire à grande échelle ses batteries à semi-conducteurs d'ici 2030. Ce calendrier reflète l'orientation stratégique de l'entreprise visant à relever les défis techniques restants, tels que l'amélioration de l'évolutivité de la fabrication et la garantie d'une durabilité à long terme.

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EVE Energy Co., Ltd.

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EVE Energy Co., Ltd. (EVE), founded in 2001, is a leading Chinese solid state battery manufacturer known for focusing on high-power and high-durability battery solutions. EVE has been actively developing solid-state technology using sulfide and halide-based solid electrolytes to enhance the performance and safety of its batteries. The company’s strategy involves a phased approach, starting with semi-solid batteries and gradually transitioning to fully solid-state designs. With its advanced materials and strong research capabilities, EVE aims to dominate the solid state battery market.

Chronologie du développement

• 2017: EVE officially launched its solid state battery research program, focusing on developing sulfide-based solid electrolytes. This early-stage research addressed key technical challenges, such as optimizing electrolyte composition and improving the interface stability between the solid electrolyte and electrode materials.
• 2022: EVE a réalisé des progrès significatifs dans le développement de ses batteries semi-solides, en produisant avec succès des cellules prototypes avec une densité énergétique de 330 Wh/kg et une durée de vie de plus de 2 000 cycles. Cette conception semi-solide a servi de technologie de transition, permettant à EVE d'affiner ses processus et de se préparer au lancement éventuel de batteries entièrement solides.
• 2023: Lors de la première conférence annuelle sur les batteries au lithium, EVE a dévoilé sa feuille de route pour le développement de batteries à semi-conducteurs. La société a annoncé qu'elle poursuivrait une stratégie en deux étapes : réaliser des percées dans les techniques de production d'ici 2026 et lancer un modèle de batterie à semi-conducteurs de haute puissance et à haute résistance environnementale pour les véhicules électriques hybrides (HEV). Ce modèle initial se concentrera sur l’amélioration de la sécurité et de la puissance de sortie pour les applications exigeantes.
• 2025: EVE plans to complete the development of its second-generation semi-solid battery with an energy density of 400 Wh/kg. The company aims to begin vehicle integration testing by year-end to gather performance data and refine its designs.
• 2026: EVE expects to achieve a significant milestone by launching its first high-power solid state battery for HEVs. This model will serve as a stepping stone toward developing high-energy-density batteries suitable for full electric vehicles (EVs).
• 2028: EVE vise à introduire une batterie entièrement solide avec une densité énergétique de 400 Wh/kg. Ce produit représentera l'aboutissement de ses efforts de R&D et sera destiné à une gamme d'applications, notamment les véhicules électriques haut de gamme et le stockage en réseau.
• 2030 et au-delà: D'ici 2030, EVE prévoit d'augmenter sa production et de s'imposer comme un fournisseur majeur de batteries à semi-conducteurs sur les marchés nationaux et internationaux. La stratégie à long terme de l'entreprise consiste à augmenter la densité énergétique et la sécurité de sa gamme de batteries à semi-conducteurs tout en réduisant les coûts pour rendre ces batteries plus accessibles.

Samsung SDI

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Samsung SDI, a subsidiary of Samsung Group, began its journey in solid state battery development in 2013. The company focuses on creating high-performance, safe batteries using advanced materials like high-nickel cathodes and sulfide-based electrolytes. By leveraging its expertise in battery manufacturing and cutting-edge research facilities, Samsung SDI aims to produce batteries that can outperform conventional lithium-ion batteries in energy density, safety, and lifespan.

Chronologie du développement

• 2013: Samsung SDI began its initial solid state battery technology research. The goal was to address some key limitations of existing lithium-ion batteries, such as safety risks and energy density constraints.
• 2018: The company intensified its efforts by investing heavily in solid-state research projects. During this time, Samsung SDI also began collaborating with other South Korean battery manufacturers, such as LG Chem and SK Innovation, to advance the development of high-energy-density cells.
• 2020: Samsung SDI achieved a significant breakthrough by developing a prototype solid state battery with an energy density of over 400 Wh/kg. This battery demonstrated a potential single-charge driving range of over 800 kilometers, making it a viable option for electric vehicles (EVs) looking to extend their range. The prototype had a cycle life of over 1,000 cycles, setting a new benchmark for performance in the solid-state field.
• 2023: Samsung SDI established its first solid-state pilot production line (the S-Line) at its research facility in Suwon, South Korea. In June, the company produced its first samples of sulfide-based solid state batteries, marking the start of pre-commercial production. By August, Samsung SDI announced plans to expand its Ulsan plant to accommodate new production lines for LFP (Lithium Iron Phosphate) and solid state batteries, to double the plant’s capacity.
• 2025: Samsung SDI vise à finaliser sa technologie de production à grande échelle de batteries à semi-conducteurs. La société prévoit de développer des batteries à semi-conducteurs de grande capacité pouvant être fabriquées à grande échelle, les préparant ainsi à une adoption par le marché de masse.
• 2027: Full-scale mass production of solid state batteries will begin at the newly expanded Ulsan facility. The company expects to achieve an energy density of 900 Wh/L, making these batteries ideal for various applications, from high-performance EVs to industrial energy storage systems.

Une puissance solide

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Solid Power, founded in 2011 as a spin-off from the University of Colorado, focuses exclusively on developing high-performance solid state battery cells and materials. The company has carved out a unique niche by using sulfide-based solid electrolytes, which are known for their high ionic conductivity and safety. Solid Power’s goal is to create solid state batteries that can be manufactured using existing lithium-ion production lines, making them easier and more cost-effective to scale up.

Chronologie du développement

• 2011: Solid Power was established by a group of scientists at the University of Colorado. The company started by exploring novel solid-state materials and designs that could outperform traditional lithium-ion batteries. Initially, Solid Power received support from the U.S. Air Force and the National Science Foundation to develop its core technology.
• 2017: Solid Power entered its first significant partnership agreement with BMW. This collaboration allowed the company to accelerate its development of solid state battery prototypes for the automotive market.
• 2018: La société a élargi son champ de recherche en introduisant un deuxième produit principal : une batterie à semi-conducteurs à haute densité énergétique utilisant une combinaison unique de cathodes NCM (nickel-cobalt-manganèse) et d'anodes à base de silicium. Ce développement a suscité l'intérêt d'autres constructeurs automobiles, notamment Ford et SK Innovation.
• 2022: Solid Power installed its pilot production line for sulfide-based solid state batteries. With an annual capacity of 15,000 battery cells, this facility enabled the company to produce its first prototype cells for testing and further optimization. During this year, Solid Power also began working closely with BMW and Ford to integrate its battery technology into their electric vehicle platforms.
• 2023: In November, Solid Power announced that it had produced its first batch of A-sample solid state batteries, which were delivered to BMW for initial testing and automotive qualification. This milestone marked the company’s entry into the vehicle certification phase, with plans to use these batteries in BMW’s demonstration projects. Additionally, BMW received a license to develop Solid Power’s solid state batteries at its facilities, further deepening the partnership.
• 2025: Solid Power aims to start large-scale production of solid state battery prototypes, focusing on improving energy density and extending cycle life. This phase will also involve optimizing the integration of its solid-state cells into various automotive platforms.
• 2026: L'entreprise prévoit d'augmenter sa production pour livrer ses batteries à semi-conducteurs à un usage commercial dans les véhicules hybrides et électriques. D'ici 2026, les capacités de production de Solid Power seront considérablement étendues pour répondre à la demande croissante de ses partenaires.
• 2030: Solid Power expects to reach full-scale mass production by 2030, with an energy density target of 560 Wh/kg. This level of performance would place Solid Power’s solid state batteries among the highest-energy-density solutions available, making them a strong competitor in the EV and energy storage markets.

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Solution énergétique LG

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LG Energy Solution, a subsidiary of LG Chem, is one of the top global battery manufacturers. The company strongly focuses on lithium-ion and solid-state battery technologies and is well-known for its high-quality batteries used in electric vehicles (EVs) and energy storage systems. Recently, LG Energy Solution has been making significant strides in solid-state battery development, particularly in the semi-solid and fully solid-state sectors.

Chronologie du développement

• 2013: LG Energy Solution a commencé ses premières recherches sur la technologie des semi-conducteurs, en explorant différentes compositions de matériaux et techniques de production pour améliorer la sécurité et les performances des batteries.
• 2023: In September, LG Energy Solution announced constructing a semi-solid battery production line at its Ochang Energy Plant, targeting commercial production by 2026. This new facility will focus on semi-solid batteries with an energy density of around 650 Wh/L, providing higher energy output than traditional lithium-ion batteries. At the World Power Battery Conference in 2023, LG Energy Solution revealed its plan first to commercialize semi-solid batteries and later transition to full solid-state technology.
• 2024: Lors du salon « Inter Battery 2024 », LG Energy Solution a souligné ses efforts pour développer des batteries lithium-soufre comme technologie de nouvelle génération. L'entreprise vise à commencer la production de masse de ces batteries d'ici 2027. Parallèlement, LG Energy Solution travaille sur deux filières de batteries à semi-conducteurs : une batterie à semi-conducteurs polymère et une batterie à semi-conducteurs à base de sulfure. Cette double stratégie permet à l'entreprise de répondre aux différents besoins du marché et d'assurer une application plus large de ses produits à semi-conducteurs.
• 2026: LG Energy Solution plans to achieve commercial-scale production of its semi-solid batteries. The company is focusing on optimizing silicon or lithium metal anodes to boost energy density further, making these batteries more suitable for EVs and high-performance applications.
• 2028: LG Energy Solution vise à lancer une batterie polymère à semi-conducteurs avec une densité énergétique de 750 Wh/L et à terminer ses recherches sur une batterie à base de sulfure de haute capacité d'ici cette année. Ces batteries offriront une augmentation substantielle de la capacité de stockage d'énergie et de la sécurité, positionnant LG comme un leader dans la technologie des batteries à haute densité énergétique.
• 2030: La commercialisation complète des batteries à semi-conducteurs à base de sulfure de LG Energy Solution est attendue d'ici 2030. L'objectif de l'entreprise est d'atteindre une densité énergétique supérieure à 900 Wh/L, ce qui rend ces batteries idéales pour les véhicules électriques à longue autonomie et d'autres applications exigeantes. Ce développement marquera une étape importante, alors que LG Energy Solution passe de la technologie des batteries semi-solides à la technologie des batteries entièrement solides, assurant ainsi sa position parmi les principales sociétés de batteries à semi-conducteurs au monde.

Toyota

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Toyota, l'un des plus grands constructeurs automobiles mondiaux, est à l'avant-garde de la recherche sur les batteries à semi-conducteurs depuis des décennies. L'accent mis par l'entreprise sur la technologie à semi-conducteurs fait partie de sa stratégie plus large visant à dominer le marché des véhicules électriques et à réduire la dépendance aux batteries lithium-ion traditionnelles. Les batteries à semi-conducteurs de Toyota sont connues pour leur densité énergétique élevée, leurs capacités de charge rapide et leur sécurité améliorée. En tirant parti de son vaste portefeuille de brevets et de ses partenariats, Toyota vise à amener les batteries à semi-conducteurs à la production de masse au cours des prochaines années.

Chronologie du développement

• 1990: Toyota a commencé à rechercher la technologie des batteries à semi-conducteurs, ce qui en fait l'une des premières entreprises à explorer ce domaine. Les premières recherches se sont concentrées sur la compréhension des propriétés fondamentales des électrolytes solides et de leur potentiel à remplacer les électrolytes liquides dans les batteries conventionnelles.
• 2008: Toyota s'est associé à Ilika, une société d'innovation en matériaux basée au Royaume-Uni, pour co-développer des batteries à semi-conducteurs. Cette collaboration a aidé Toyota à progresser dans sa compréhension des matériaux solides et a conduit au développement de ses premiers prototypes à semi-conducteurs.
• 2019: Toyota a présenté ses premiers échantillons de batteries à semi-conducteurs et fait la démonstration d'un prototype de véhicule alimenté par cette technologie. À peu près à la même époque, Toyota et Panasonic ont créé une coentreprise pour accélérer la commercialisation des batteries à semi-conducteurs. Fin 2019, Toyota détenait plus de 1 300 brevets liés à la technologie des batteries à semi-conducteurs, ce qui en fait un leader en matière de propriété intellectuelle dans ce domaine.
• 2023: In July, Toyota announced that it had developed a breakthrough in solid state battery technology, overcoming the issue of volume expansion that typically shortens the lifespan of these batteries. This new technology allows Toyota’s solid state batteries to be fully charged in under 10 minutes and deliver a range of up to 1,200 kilometers on a single charge. In October, Toyota partnered with Idemitsu Kosan, a leading Japanese chemical company, to establish a small-scale production line for solid-state electrolytes at Idemitsu’s factory in Chiba Prefecture, Japan. This partnership aims to commercialize Toyota’s sulfide-based solid state batteries by 2027.
• 2025: Toyota prévoit d'introduire ses batteries à semi-conducteurs de première génération dans les véhicules électriques hybrides (HEV) d'ici 2025. Cela servira de phase de test pour la technologie, permettant à Toyota d'affiner ses conceptions et d'obtenir des retours sur le marché avant de lancer des véhicules entièrement électriques avec des batteries solides. batteries d'état.
• 2027: Toyota will begin mass-producing solid state batteries for its electric vehicles. The company’s goal is to offer vehicles with significantly longer range, faster charging, and enhanced safety compared to traditional EV batteries. This timeline will see the introduction of solid state batteries in Toyota’s high-end models, further establishing its dominance in the EV market.
• 2030: Toyota vise à atteindre une capacité de production capable d'équiper 3,5 millions de véhicules par an avec des batteries à semi-conducteurs d'ici 2030. Cette échelle permettrait à Toyota de maintenir son avantage concurrentiel et de consolider sa position de leader dans la technologie des batteries à semi-conducteurs.

Sask. activé

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SK On, une filiale de la société sud-coréenne SK Innovation, développe activement des technologies de batteries à semi-conducteurs pour soutenir l'avenir des véhicules électriques (VE) et des systèmes de stockage d'énergie. L'approche de l'entreprise se concentre sur deux principaux types de batteries à semi-conducteurs : les batteries composites à oxyde de polymère et les batteries à base de sulfure. Grâce à des partenariats avec des instituts de recherche et à des investissements importants en R&D, SK On vise une commercialisation rapide de ses produits à semi-conducteurs d'ici la fin de cette décennie.

Chronologie du développement

• 2023: SK On announced that it had successfully developed a new oxide-based solid electrolyte with the highest lithium-ion conductivity in the world. This electrolyte, created in collaboration with Dankook University, achieved an ionic conductivity of 1.7 mS/cm, representing a 70% improvement over existing materials. The new electrolyte uses LLZO (Lithium Lanthanum Zirconium Oxide) as its base material, boosting ion transport and providing excellent chemical stability. This prevents unwanted reactions with cathode materials and helps suppress the formation of dangerous lithium dendrites, enabling the use of lithium metal anodes instead of conventional graphite.
• 2024: SK On s'apprête à achever la construction de son nouveau centre de recherche sur les batteries à Daejeon, en Corée du Sud. Cette installation deviendra une plaque tournante essentielle pour faire progresser le développement des batteries à semi-conducteurs de l'entreprise. Le centre de recherche se concentrera sur le raffinement de la microstructure des électrolytes solides et sur l'amélioration de la sécurité et de la durabilité des conceptions de batteries à semi-conducteurs de SK On.
• 2025 – 2026: SK On plans to produce its first prototype solid state batteries. These early models will include both polymer-oxide composite batteries and sulfide-based batteries, each targeting different segments of the EV market. By 2026, SK On aims to complete initial prototype testing and begin scaling up production to prepare for the next development phase.
• 2028: SK On expects to begin commercial production of its first-generation solid state batteries, focusing on EVs and high-end energy storage applications. The commercial products will offer improved energy density, faster charging speeds, and enhanced safety compared to traditional lithium-ion batteries.
• 2029: Une commercialisation à grande échelle est attendue pour les deux types de batteries à semi-conducteurs, renforçant ainsi la position de SK On en tant que leader de la technologie à semi-conducteurs. Grâce à ses solides capacités de R&D et à ses partenariats stratégiques, SK On est en passe de devenir l'un des meilleursEntreprises de batteries à semi-conducteursconduire l’avenir du stockage d’énergie.

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Énergie Factorielle

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Factorial Energy, an American startup founded in 2020, is quickly making a name for itself in the solid state battery industry. The company’s unique technology, the Factorial Electrolyte System Technology (FEST), integrates semi-solid and solid-state electrolyte materials into existing lithium-ion battery production lines. This approach significantly reduces production costs while enhancing energy density and safety. Factorial Energy’s solid state batteries aim to offer longer driving ranges, improved safety, and compatibility with standard manufacturing processes, making them a strong competitor in the market.

Chronologie du développement

• 2020: Factorial Energy was founded in Woburn, Massachusetts, to commercialize its proprietary FEST technology. The company initially focused on developing a scalable, cost-effective manufacturing process for integrating solid-state electrolytes into lithium-ion battery cells. By utilizing FEST, Factorial aimed to create batteries offering 20-50% more range than traditional lithium-ion batteries without compromising safety or cycle life.
• 2022: Factorial Energy a obtenu un financement de série D de 200 millions de dollars, dirigé par les géants de l'automobile Mercedes-Benz et Stellantis. Cette injection de capital a accéléré les efforts de R&D de l'entreprise et a permis la construction d'une nouvelle ligne pilote de batteries à semi-conducteurs. Les partenariats avec ces grands constructeurs automobiles ont également permis à Factorial de tester sa technologie de batterie dans des applications automobiles réelles.
• 2023: En octobre, Factorial Energy a livré ses premières cellules d'échantillon A à semi-conducteurs lithium-métal de 100 Ah à des partenaires automobiles pour des tests. Cela a marqué une étape importante dans le développement de Factorial, car ces échantillons ont démontré le potentiel de la technologie FEST pour offrir des densités d'énergie élevées et une longue durée de vie. Simultanément, la société a annoncé des progrès dans sa chaîne d'assemblage de batteries à semi-conducteurs de 200 MWh à Methuen, dans le Massachusetts, qui, une fois achevée, deviendra la plus grande usine de production de batteries à semi-conducteurs aux États-Unis.
• 2025: Factorial Energy prévoit d'achever l'installation de sa ligne de production et de démarrer la fabrication en faible volume de batteries semi-solides grâce à sa technologie FEST. Cette phase verra également l'intégration des batteries de Factorial dans la première génération de prototypes EV de Mercedes-Benz et Stellantis, permettant des tests et une validation approfondis.
• 2026 – 2028: Factorial will ramp production and transition from semi-solid to excellent state batteries. By 2028, the company expects to achieve full commercialization of its solid-state products, with a focus on high-energy-density cells that offer more excellent safety and performance than current lithium-ion batteries.
• 2030 et au-delà: Factorial vise à devenir l'un des principaux fournisseurs de batteries à semi-conducteurs pour le marché mondial des véhicules électriques d'ici 2030. Grâce à sa technologie FEST et à ses partenariats solides, Factorial Energy prévoit de concurrencer les plus grandes entreprises de batteries à semi-conducteurs en proposant des batteries de haute qualité qui répondent aux normes de sécurité strictes. et les exigences de performance de l'industrie automobile.

Sunwoda

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Sunwoda, l'un des principaux fabricants chinois de batteries, développe activement la technologie des batteries à semi-conducteurs pour répondre à la demande croissante de batteries à haute densité énergétique dans les véhicules électriques (VE) et les systèmes de stockage d'énergie. Les efforts de l'entreprise en matière de batteries à semi-conducteurs se concentrent sur l'amélioration de la densité énergétique, la réduction des coûts et la création de partenariats pour accélérer le développement. Sunwoda a défini une feuille de route claire pour ses batteries à semi-conducteurs, avec des capacités de production qui devraient augmenter considérablement d'ici 2026.

Chronologie du développement

• 2023: Sunwoda took a significant step by signing a collaborative agreement with the Songshan Lake Materials Laboratory in Dongguan. The partnership aims to build a shared research and development platform dedicated to solid state batteries, enabling both parties to pool their resources and expertise. This agreement marked the beginning of Sunwoda’s structured approach to solid state battery innovation.
• 2024: The company announced that it had completed the development of its first-generation semi-solid batteries, achieving an energy density of 300 Wh/kg. The focus was optimizing the polymer-based electrolyte to ensure safety and performance while keeping costs competitive. The next step was to develop second-generation batteries with even higher energy densities.
• 2025: Sunwoda reached a milestone with its second-generation semi-solid batteries entering pilot production. With an energy density of 400 Wh/kg, these batteries began undergoing vehicle integration tests with automotive partners. The company also announced that it had achieved laboratory validation for its third-generation solid state batteries, which use a polymer-composite electrolyte and offer a targeted energy density of 500 Wh/kg. This marked a major leap in Sunwoda’s technical capabilities and positioned it to compete with other leading Solid State Battery Companies.
• 2026: La ligne de production de batteries à semi-conducteurs de Sunwoda devrait atteindre une capacité annuelle de 1 GWh. Cette nouvelle installation se concentrera sur les batteries à semi-conducteurs de troisième génération avec un objectif de densité énergétique accrue de 500 Wh/kg et une capacité de cellule de 60 Ah. L'entreprise prévoit également de réduire le coût de ces batteries à 2 RMB/Wh, les rendant ainsi plus accessibles à un plus large éventail de fabricants de véhicules électriques.
• 2028 – 2030: Sunwoda is set to introduce its fourth-generation solid state batteries, featuring a lithium metal anode and a projected energy density of 700 Wh/kg. This development will significantly enhance the driving range and charging speeds of EVs equipped with Sunwoda’s batteries. By 2030, the company aims to be one of the top Solid State Battery Companies in terms of technology and production capacity, supplying solid state batteries to global automotive OEMs.

Gotion Hi-Tech

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Gotion Hi-Tech, un autre grand fabricant chinois de batteries, développe activement sa propre technologie de batteries à semi-conducteurs. L'objectif principal de l'entreprise est d'atteindre des densités d'énergie élevées et une longue durée de vie en utilisant des électrolytes solides avancés à base de sulfure. Le programme à semi-conducteurs de Gotion Hi-Tech, lancé en 2017, a connu des progrès rapides ces dernières années, culminant avec le lancement de sa batterie à semi-conducteurs « Jinshi » (Golden Stone) en 2023.

Chronologie du développement

• 2017: Gotion Hi-Tech officially began its solid state battery development program, focusing on sulfide-based electrolytes. The company’s early research efforts focused on improving the stability and ionic conductivity of sulfide materials to enable safer and higher-capacity batteries.
• 2023: Gotion Hi-Tech unveiled its first full solid state battery, branded as the “Jinshi” battery in May. This battery features an energy density of 350 Wh/kg and 800 Wh/L, which is about 40% higher than conventional ternary lithium-ion batteries. The “Jinshi” battery also boasts a cycle life of over 3,000 cycles, making it highly competitive in terms of both performance and longevity. The launch of this battery marked a significant breakthrough for Gotion Hi-Tech, positioning it as a serious contender among other Solid State Battery Companies.
• 2024: Following the successful launch of the “Jinshi” battery, Gotion Hi-Tech began ramping up its pilot production line. The company focused on refining the battery’s materials, including developing ultra-thin film-coated single-crystal cathodes and a 3D mesoporous silicon anode. These innovations contributed to better energy retention and faster charging capabilities, making the “Jinshi” battery suitable for a broader range of applications, from electric vehicles to grid storage.
• 2027: Gotion Hi-Tech prévoit de mener des tests d'intégration de véhicules à petite échelle en utilisant ses batteries à semi-conducteurs « Jinshi ». Cette phase permettra à l'entreprise de recueillir des données sur les performances des batteries dans des conditions réelles et de procéder aux ajustements nécessaires avant la production à grande échelle. En cas de succès, Gotion Hi-Tech commencera à se préparer à la production de masse, en visant une densité énergétique de 350 Wh/kg comme référence pour ses produits commerciaux.
• 2030: L'entreprise vise à produire en masse ses batteries à semi-conducteurs d'ici 2030. Alors que la chaîne industrielle devient plus mature, Gotion Hi-Tech prévoit de proposer des batteries à semi-conducteurs avec une densité énergétique constante de 350 Wh/kg sur l'ensemble de sa gamme de produits. . L'objectif à long terme de l'entreprise est d'augmenter la densité énergétique à 400 Wh/kg tout en maintenant une densité énergétique au niveau du système de 280 Wh/kg, permettant aux véhicules d'atteindre une autonomie allant jusqu'à 1 000 kilomètres avec une seule charge.

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Conclusion

Alors que la technologie des batteries à semi-conducteurs continue d’évoluer, des acteurs clés tels que CATL, BYD, QuantumScape et d’autres repoussent les limites de ce qui est possible. Chacune de ces sociétés de batteries à semi-conducteurs a développé des stratégies et des technologies distinctes pour relever les défis de la sécurité, de la densité énergétique et de la commercialisation. Les progrès réalisés par ces entreprises ouvrent non seulement la voie à une nouvelle ère dans la technologie des batteries, mais promettent également de révolutionner la manière dont l’énergie est stockée et utilisée dans diverses industries. À mesure que la production de masse et l’adoption commerciale augmentent, les batteries à semi-conducteurs pourraient bientôt devenir la norme en matière de solutions énergétiques hautes performances, fournissant une énergie plus sûre et plus efficace pour tout, des véhicules électriques aux systèmes d’énergie renouvelable.