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Les principaux dirigeants de matériaux pour batteries, qui assistent à des percées dans le développement de batteries «à semi-conducteurs» de nouvelle génération, présentent leurs prévisions pour l’adoption de la technologie, auparavant rejetée comme trop chère et difficile à produire.
La technologie dite des batteries à semi-conducteurs a été considérée comme le développement le plus prometteur pour résoudre les problèmes des batteries lithium-ion actuellement utilisées, telles que l’autonomie qu’elles offrent sur une seule charge et leur risque d’incendie.
Bien que les calendriers de développement aient été repoussés à plusieurs reprises, Mathias Miedreich, directeur général d’Umicore, l’un des plus grands producteurs mondiaux de matériaux pour batteries, s’attend désormais à ce que les batteries à semi-conducteurs représentent plus de 10 % du marché mondial d’ici 2030.
Le développement commercial des constructeurs automobiles japonais tels que Toyota et le fabricant chinois de batteries CATL « s’est vraiment accéléré au cours des six à neuf derniers mois », a déclaré Miedreich. « La première phase d’industrialisation commencera quelque part en 2025-27. . . nous pensons que d’ici 2030, vous verrez une part de marché au nord de 10 % dans le mélange de produits chimiques de batterie à l’état solide.
Glen Merfeld, directeur de la technologie chez Albemarle, la principale société de lithium, a déclaré qu’il s’attendait à ce que les constructeurs automobiles lancent des véhicules équipés de batteries à semi-conducteurs dans les prochaines années. « Ce que nous voyons, ce sont des mouvements très forts pour les lancements au milieu de la décennie de la première génération, entièrement intégrées, toutes les batteries à semi-conducteurs.
La sagesse conventionnelle dans les industries de l’automobile et des batteries était que la technologie des batteries à semi-conducteurs était peu susceptible de faire des percées avant les années 2030. Cependant, « au moment où la dernière partie de la [current] décennie approche, nous allons voir une traction significative », a prédit Merfeld.
Les véhicules électriques utilisent actuellement des batteries à électrolytes lithium-ion liquides. L’électrolyte permet au courant de traverser la batterie entre les deux électrodes – l’anode et la cathode – générant de l’énergie. La technologie des batteries à semi-conducteurs, qui utilise un électrolyte solide, a le potentiel de répondre à l’autonomie limitée d’un véhicule électrique par rapport aux voitures conventionnelles, aux temps de recharge et aux problèmes de sécurité causés par la surchauffe.
Les commentaires des producteurs de matériaux pour batteries, qui ont une visibilité sur le développement technologique de diverses entreprises, font suite à l’affirmation de Toyota le mois dernier selon laquelle il avait fait une percée dans la technologie des batteries à semi-conducteurs, ce qui réduirait de moitié la taille, le coût et le poids des unités qui alimentent voiture électrique. Le constructeur automobile japonais prévoit de commercialiser sa technologie à semi-conducteurs pour les véhicules électriques d’ici 2027.
Umicore produit des matériaux pour les cathodes, la partie la plus chère de la batterie, et est un fournisseur et un partenaire important pour les constructeurs automobiles européens tels que Volkswagen, Stellantis, propriétaire de Peugeot, et Mercedes-Benz.
Depuis juin dernier, le groupe belge travaille avec le japonais Idemitsu Kosan pour développer des matériaux de catholyte pour batteries à semi-conducteurs qui combinent des matériaux de cathode avec des électrolytes solides.
Les sceptiques de la technologie soutiennent que les énormes investissements réalisés pour les batteries de la génération actuelle rendront plus difficile le passage à une technologie plus récente, car cela signifierait l’abandon de dizaines de milliards de dollars investis dans les usines, les équipements et les chaînes d’approvisionnement.
Mais Miedreich a déclaré que les batteries à semi-conducteurs pourraient utiliser l’infrastructure déployée dans les usines de batteries lithium-ion et les usines chimiques, ce qui signifie qu’il y aurait peu de risque d’actifs bloqués.
Plus important encore, il a déclaré que cela « rendra les véhicules électriques à batterie beaucoup plus simples d’un point de vue architectural », car ils n’exigeraient pas le même niveau de batterie et de systèmes de gestion thermique, ce qui contribuerait à réduire les coûts.
D’autres défis liés à la production de batteries à semi-conducteurs incluent l’extrême sensibilité des batteries à l’humidité et à l’oxygène, ainsi que la pression mécanique nécessaire pour les maintenir ensemble afin d’empêcher la formation de dendrites, des filaments métalliques pouvant provoquer des courts-circuits.
« Ce n’est pas dans ma feuille de route pour les 10 prochaines années », a déclaré Clare Grey, professeure spécialisée dans les batteries à l’Université de Cambridge et co-fondatrice de Nyobolt, une start-up britannique spécialisée dans la technologie des batteries.
Néanmoins, Shirley Meng, scientifique en chef au Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science, un laboratoire du gouvernement américain, a observé qu’après des décennies de discussions ouvertes sur leurs progrès technologiques, les chercheurs japonais sont maintenant devenus silencieux lors des conférences, suggérant des développements importants qu’ils ne veulent pas divulguer.
« L’une des raisons est qu’ils essaient vraiment d’industrialiser le produit », a-t-elle déclaré. « Je pense que plus tard dans cette décennie, quelque chose comme 1991 se reproduira lorsque Sony lancera pour la première fois les cellules lithium-ion. »