Les ventes mondiales de véhicules électriques augmentent régulièrement et les modèles purement électriques représentent déjà environ un cinquième des ventes de véhicules neufs. Ils sont silencieux et confortables, ont un faible coût de transport et n'émettent aucune émission d'échappement, ce qui répond aux principales demandes de la plupart des consommateurs en matière de véhicules. Toutefois, les prix élevés des véhicules freinent encore de nombreux acheteurs potentiels. De nombreux grands constructeurs automobiles occidentaux ont récemment réduit ou reporté leurs projets d’expansion de la production de véhicules électriques. Le véritable goulot d’étranglement en matière de coût réside toujours dans la batterie elle-même.

Les batteries représentent environ 40 % du coût total d’un véhicule électrique, dont environ 70 % proviennent des matières premières et les 30 % restants proviennent du processus de fabrication. Cela oblige les ingénieurs à travailler sur deux voies en même temps : d’une part, ils continuent d’améliorer les systèmes chimiques des batteries comme le lithium fer phosphate et le ternaire (nickel manganèse cobalt) ; d'autre part, ils « opèrent » sur le processus de production lui-même, à savoir comment transformer la poudre en électrodes. Bien que la recherche et le développement de matériaux autour des collecteurs de courant, de la densité énergétique, etc. continuent de progresser, le processus de base de fabrication des électrodes dans la plupart des usines de batteries n'est pas très différent de celui d'il y a plusieurs décennies.

Le procédé de « revêtement humide » actuellement dominant nécessite de mélanger de la poudre active et des solvants toxiques dans une bouillie, de l'enduire uniformément sur la feuille métallique, puis de l'envoyer dans une étuve qui peut être aussi longue qu'un terrain de football pour un séchage répété. Une usine de batteries avec une production annuelle d’environ 50 GWh de cellules (qui peut répondre aux besoins d’environ 1 million de véhicules électriques) peut nécessiter environ 50 MW d’alimentation électrique continue pour le seul processus de séchage. La demande en électricité est comparable à celle de dizaines de milliers de foyers. Une consommation d'énergie, des investissements en capital et des coûts environnementaux aussi élevés s'amplifieront linéairement avec la vague mondiale de construction de « super usines » et deviendront de plus en plus insupportables pour les constructeurs automobiles européens et américains qui sont à la traîne des coûts par rapport à leurs concurrents chinois depuis plusieurs années.

Dans ce contexte, la fabrication des « électrodes sèches » passe du statut de laboratoire à celui d'usine. En théorie, tant que le solvant est complètement éliminé lors du processus de revêtement, les coûts d’exploitation et la consommation d’énergie peuvent être considérablement réduits, tout en réduisant l’empreinte de l’usine. Cependant, en production réelle, le procédé par voie sèche a longtemps été soumis à des difficultés techniques : sans milieu liquide pour aider à disperser et lier les particules, il est difficile d'obtenir un mélange uniforme et une adhérence stable de la poudre. Une fois que la chaleur et la friction se superposent dans une ligne de production à grande vitesse, il est facile d’endommager les matériaux sensibles, provoquant des problèmes tels que la fissuration et la chute des électrodes.

De nombreuses entreprises tentent différentes manières de résoudre ces goulots d'étranglement dans les processus, dans l'espoir de supprimer les étuves de séchage et les solvants toxiques de la chaîne de production tout en maintenant, voire en améliorant les performances électrochimiques. Anaphite, dont le siège est à Bristol, au Royaume-Uni, a proposé la technologie dite « Dry Coating Precursor », essayant de transformer la forme finale en une poudre sèche imprimable tout en tenant compte même de la dispersion. La méthode consiste d'abord à utiliser un solvant peu toxique pour disperser complètement le matériau de l'électrode, puis à éliminer mécaniquement le solvant avant le revêtement, pour finalement obtenir une poudre à la fois fluide et filmogène.

Ce type de poudre ressemble quelque peu au « sable dynamique » dans sa forme : elle s'écoule librement sous forme de particules, mais peut former un film continu et flexible sous pression. Il est transformé en une couche d'électrode lisse sous pression pendant le processus de fabrication et est fermement attaché à la feuille métallique du collecteur de courant, résolvant ainsi les problèmes courants d'adhérence et de fissuration dans les méthodes sèches traditionnelles. Selon les données divulguées par Anaphite, en éliminant l'étuve de séchage longue distance et énergivore lors de l'étape de revêtement, son système peut réduire la consommation d'énergie liée au revêtement d'environ 85 %. Avec une configuration d'équipement plus simplifiée, le coût global de production des cellules devrait être réduit jusqu'à environ 40 %, et la surface au sol de l'usine peut également être réduite d'environ 15 %, sans sacrifier les indicateurs de rendement et de performance.

Sakuù, située à San Jose, en Californie, a emprunté une voie complètement différente sans solvant. Sa plate-forme de fabrication Kavian saute complètement l'étape de la pâte et utilise directement la chaleur et la pression pour « fritter » la poudre sèche sur la feuille métallique, ce qui est quelque peu similaire à la combinaison d'une décoration de gâteau « sans gâchis » et d'une impression laser. Cette architecture est conçue pour être « neutre » par rapport au système chimique de la batterie, et la ligne de production peut imprimer du lithium fer phosphate, du ternaire et même une variété de nouvelles formules qui pourraient apparaître dans le futur en changeant le matériau « cartouche » sans la repenser.

Dans le cadre du projet pilote, Sakuù a déclaré que cette solution d'impression à sec pouvait réduire d'environ 55 % les émissions de dioxyde de carbone pendant le processus de production, réduire la superficie de l'usine d'environ 60 % et réduire les coûts des services publics de plus de moitié. Ce qui est également essentiel, c'est que son matériel adopte une conception modulaire et compacte, et que la taille de l'unité puisse être suffisamment petite pour tenir dans un espace semblable à un garage. Les entreprises peuvent augmenter leur capacité de production en ajoutant ou en soustrayant des modules, sans avoir besoin de construire immédiatement une usine centralisée géante. Cette idée modulaire devrait permettre aux constructeurs automobiles et aux fournisseurs de batteries d'organiser de manière plus flexible leur capacité de production à proximité de l'usine de véhicules, ou d'étendre progressivement la production dans un incrément plus petit et plus distribué.

Si ces processus d’électrodes sèches peuvent être mis en œuvre à l’échelle attendue, le lien entre les performances et l’abordabilité des véhicules électriques sera encore plus resserré, ce qui va bien au-delà de ce que le réglage fin des processus traditionnels peut égaler. En superposant les avantages de la propulsion électrique elle-même sur la base d'une densité énergétique plus élevée et de cellules de batterie moins coûteuses - couple instantané, habitacle silencieux, faible coût d'utilisation - le marché des véhicules électriques pourra s'appuyer davantage sur une simple logique de prix et de valeur, plutôt que sur les subventions gouvernementales ou l'enthousiasme de quelques premiers utilisateurs.