Les batteries lithium-ion ont fait beaucoup de chemin depuis leur première commercialisation il y a près de trois décennies. Elles continuent de jouer un rôle central dans le monde de la technologie, alimentant tout, des smartphones aux voitures intelligentes. Mais un concurrent vient de voir le jour dans l’industrie. Un pionnier japonais de la batterie, Hideaki Horie, a inventé un nouveau type de batterie dont le coût de production serait 90 % inférieur à celui des batteries lithium-ion standard, a rapporté Bloomberg la semaine dernière. Hideaki Horie, fondateur d'APB Corporation, ancien chercheur principal en innovation chez Nissan Motor Company et professeur à l'Institut des sciences industrielles de l'Université de Tokyo, a découvert une méthode pour remplacer les composants de base des batteries, permettant des processus de fabrication plus rapides, plus simples et plus efficaces. Horie, l'une des personnes qui a contribué à la commercialisation des batteries lithium-ion, a fondé en 2018 la société APB Corp. basée à Tokyo pour fabriquer des "batteries tout en polymère".
Selon Bloomberg, APB a reçu le soutien d'un groupe d'entreprises japonaises au début de cette année, pour développer un nouveau type de batterie qui réduirait considérablement les coûts de production et améliorerait la sécurité. « Le problème avec la fabrication de batteries au lithium maintenant, c'est la fabrication de ses appareils, comme les semi-conducteurs », a déclaré Horie dans une interview. « Notre but est de le rendre plus semblable à la production d'acier ».
Le processus de fabrication complexe de la production de piles au lithium nécessite des coûts d'installation élevés pour garantir des conditions adéquates. Selon Bloomberg, l'installation peut être si coûteuse qu'une poignée d'acteurs de premier plan, comme la société sud-coréenne LG Chem Ltd, la société chinoise CATL et la société japonaise Panasonic Corp, peuvent dépenser des milliards de dollars pour construire une usine adaptée.
La nouvelle batterie de Horie remplace les électrodes à revêtement métallique et les électrolytes liquides que l'on trouve généralement dans les unités lithium-ion, par une construction en résine, ce qui simplifie et accélère considérablement le processus de fabrication. Selon Horie, la nouvelle méthode de construction utilisée par sa société rend le processus aussi simple que de « beurrer des toasts ».
Les batteries à base de résine sont non seulement plus faciles à fabriquer, mais elles résistent également à l'incendie en cas de perforation grâce à l'utilisation par APB d'une conception bipolaire qui permet à toute la surface de la batterie d'absorber les surtensions, a rapporté Bloomberg. La modification apportée permet d'empiler des feuilles de batterie de 10 mètres de long « comme des coussins de siège » pour augmenter la capacité, a dit Horie.
« Pour réaliser des batteries de haute qualité, nous avons développé une structure bipolaire qui permet au courant de circuler à travers les interfaces des cellules - perpendiculairement au plan de l'électrode, et une résine polymère comme matériau de base », a dit APB dans une déclaration sur son site Web.
APB a levé 74 millions de dollars en mars, ce qui sera suffisant pour équiper entièrement une usine pour la production de masse qui doit commencer l'année prochaine. Bien que ce fond soit minuscule selon les normes de l'industrie en général, Horie estime que ces fonds permettront à son usine d'atteindre une capacité de 1 gigawatt-heure d'ici 2023.
La nouvelle batterie résout le problème de sécurité des batteries au lithium-ion
Depuis la commercialisation des batteries lithium-ion il y a trois décennies, leur champ d'application s'est élargi, passant d'une utilisation grand public dans les smartphones à une utilisation automobile dans des voitures électriques, et même à une utilisation industrielle. Elles durent plus longtemps, sont plus puissantes et coûtent 85 % de moins qu'il y a dix ans, selon Bloomberg.
Mais, malgré l'utilisation très répandue des batteries au lithium-ion, la sécurité reste une question clé, car elles ont été la cause d'incendies dans plusieurs incidents, notamment dans les smartphones Samsung, les voitures Tesla et les avions Dreamliner de Boeing. « Du seul point de vue de la physique, la batterie lithium-ion est le meilleur chauffage que l'humanité ait jamais créé », a déclaré Horie.
« En raison des nombreux incidents, la sécurité a été en tête des préoccupations de l'industrie », a déclaré Mitalee Gupta, analyste principal pour le stockage de l'énergie chez Wood Mackenzie. « Cela pourrait être une percée pour les applications de stockage et de véhicules électriques, à condition que l'entreprise soit capable de se développer assez rapidement », a rapporté Bloomberg.
La technologie d’APB pourrait rencontrer des problèmes de capacité de charge de la batterie
Selon Menahem Anderman, président de la société californienne Total Battery Consulting Inc., les polymères, dont est constituée la nouvelle batterie, ne sont pas aussi conducteurs que le métal, ce qui pourrait avoir un impact significatif sur la capacité de charge de la batterie. De plus, l'un des inconvénients de la conception bipolaire est que les cellules sont connectées dos à dos en série, ce qui rend difficile le contrôle individuel de chacune d'entre elles, a déclaré Anderman. Il s'est également demandé si les économies réalisées seraient suffisantes pour concurrencer les opérateurs historiques.
« Le capital ne tue pas le coût d'une batterie lithium-ion », a déclaré Anderman. « Le lithium-ion à électrolyte liquide restera l'application principale pendant encore 15 ans ou plus. Ce n'est pas parfait et ce n'est pas bon marché, mais au-delà du lithium-ion, il y a un meilleur lithium-ion ».
Selon Bloomberg, Horie reconnaît que l'APB ne peut pas concurrencer les géants des batteries qui bénéficient déjà d'économies d'échelle après avoir investi des milliards. Au lieu de cibler l' « océan rouge » du secteur automobile, APB se concentrera d'abord sur les batteries stationnaires utilisées dans les bâtiments, les bureaux et les centrales électriques.
Selon les estimations de Wood Mackenzie rapporté par Bloomberg, ce marché représentera 100 milliards de dollars d'ici 2025 dans le monde entier, soit plus de cinq fois sa taille de l'année dernière. Les États-Unis seuls, qui, avec la Chine, seront la principale source de la demande accrue de stockage d'énergie, devraient voir leur chiffre d'affaires multiplié par dix pour atteindre 7 milliards de dollars au cours de cette période, d’après Bloomberg.
Horie a eu l'idée de la batterie tout en polymère alors qu'il était encore chez Nissan, où il a contribué au succès de Leaf, le véhicule étrique de Nissan, mais n'a pas pu obtenir le soutien des institutions pour la concrétiser. C’est avec la société Sanyo Chemical Industries Ltd qu’il a développé la première batterie au monde utilisant un polymère de gel conducteur, avant de fonder APB.
APB a déjà trouvé son premier client, une grande entreprise japonaise dont les produits de niche et à forte valeur ajoutée sont vendus principalement à l'étranger, a déclaré M. Horie. « Ce sera la preuve que nos batteries peuvent être produites en masse », a-t-il ajouté. « Les fabricants de batteries sont devenus des assembleurs. Nous remettons la chimie au premier plan ».
Cependant, selon un commentateur, la technologie de Horie n’est pas la première qui a réduit le coût de production des batteries : « Il existe déjà de vieilles techniques de batteries qui sont 90 % moins chères que le lithium-ion, et dont les brevets ont expiré il y a des années. Certaines d'entre elles sont encore utilisées ». Et vous, que pensez-vous de la nouvelle technologie de batterie ?
Source : Bloomberg
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Envoyé par tireb91913
