Le japonais TDK revendique une percée dans les matériaux utilisés dans ses petites batteries à semi-conducteurs, le fournisseur Apple prévoyant des augmentations significatives des performances pour les appareils allant des écouteurs sans fil aux montres intelligentes.
Le nouveau matériau offre une densité d’énergie (la quantité qui peut être compressée dans un espace donné) de 1 000 wattheures par litre, soit environ 100 fois supérieure à la batterie actuelle de TDK en production de masse. Depuis que TDK l’a introduit en 2020, les concurrents ont progressé en développant de petites batteries à semi-conducteurs offrant 50 Wh/l, tandis que les piles bouton rechargeables utilisant des électrolytes liquides traditionnels offrent environ 400 Wh/l, selon le groupe.
« Nous pensons que notre nouveau matériau pour batteries à semi-conducteurs peut apporter une contribution significative à la transformation énergétique de la société. Nous poursuivrons le développement vers une commercialisation précoce », a déclaré Noboru Saito, directeur général de TDK.
Les batteries qui seront produites seront constituées d’un matériau entièrement céramique, avec un électrolyte solide à base d’oxyde et des anodes en alliage de lithium. Selon TDK, la grande capacité de la batterie à stocker la charge électrique permettrait des appareils de plus petite taille et des durées de fonctionnement plus longues, tandis que l’oxyde offrirait un degré élevé de stabilité et donc de sécurité. La technologie des batteries est conçue pour être utilisée dans des cellules de plus petite taille, remplaçant les piles en forme de pièce existantes que l’on trouve dans les montres et autres petits appareils électroniques.
Cette avancée constitue la dernière avancée en date pour un secteur technologique que les experts pensent pouvoir révolutionner le stockage de l’énergie, mais qui se heurte à des obstacles importants sur la voie d’une production de masse, en particulier pour des batteries de plus grande taille.
Les batteries à semi-conducteurs sont plus sûres, plus légères et potentiellement moins chères et offrent des performances plus longues et une charge plus rapide que les batteries actuelles reposant sur des électrolytes liquides. Les avancées dans le domaine de l’électronique grand public se sont répercutées sur les véhicules électriques, même si les compositions chimiques dominantes des batteries dans les deux catégories diffèrent désormais considérablement.
Le matériau céramique utilisé par TDK signifie que les batteries de plus grande taille seraient plus fragiles, ce qui signifie que le défi technique consistant à fabriquer des batteries pour voitures ou même pour smartphones ne sera pas surmonté dans un avenir prévisible, selon l’entreprise.
Kevin Shang, analyste de recherche principal chez Wood Mackenzie, une société de données et d’analyse, a déclaré que « les propriétés mécaniques défavorables », ainsi que la difficulté et le coût de la production de masse, constituent des défis pour déplacer l’application des batteries à base d’oxydes solides vers le marché. smartphones.
Les experts du secteur estiment que le cas d’utilisation le plus important des batteries à semi-conducteurs pourrait concerner les voitures électriques, en permettant une plus grande autonomie. Les entreprises japonaises sont à l’avant-garde des efforts visant à commercialiser cette technologie : Toyota vise dès 2027, Nissan l’année suivante et Honda d’ici la fin de la décennie.
Les constructeurs automobiles se concentrent sur le développement d’électrolytes à base de sulfure pour les véhicules électriques à longue autonomie, un type de matériau alternatif au matériau à base d’oxyde développé par TDK.
Cependant, des scepticismes subsistent quant à la rapidité avec laquelle cette technologie tant vantée pourra être mise en œuvre, en particulier les batteries plus grosses nécessaires aux véhicules électriques.
Robin Zeng, fondateur et directeur général de CATL, le plus grand fabricant mondial de batteries pour véhicules électriques, a déclaré au Financial Times en mars que les batteries à semi-conducteurs ne fonctionnaient pas assez bien, manquaient de durabilité et présentaient toujours des problèmes de sécurité. Le CATL de Zeng est né d’une spin-off d’Amperex Technology, ou ATL, qui est une filiale de TDK et le premier producteur mondial de batteries lithium-ion.
TDK, qui a été fondée en 1935 et est devenue une marque bien connue en tant que marque de cassettes de premier plan dans les années 1960 et 1970, possède une longue expérience dans les matériaux et la technologie des batteries.
Il détient 50 à 60 % de part de marché mondiale dans les batteries de petite capacité qui alimentent les smartphones et vise le leadership sur le marché de moyenne capacité, qui comprend les dispositifs de stockage d’énergie et les appareils électroniques de plus grande taille tels que les drones.
Le groupe prévoit de commencer à expédier des échantillons de son nouveau prototype de batterie à ses clients à partir de l’année prochaine et espère pouvoir passer ensuite à la production de masse.
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