TDK dévoile un prototype de batterie à semi-conducteurs avec une densité énergétique 20 fois supérieure à celle de son concurrent le plus proche

Ces minuscules batteries sur plaquettes pourraient alimenter de petits appareils comme l’Apple Watch dans quelques années seulement

La pointe du progrès : Le fabricant d'électronique TDK vient d'annoncer une percée dans le domaine des batteries à semi-conducteurs qui pourrait conduire à des appareils grand public plus petits et, à terme, à des autonomies plus longues pour les véhicules électroniques. La société affirme que les petites cellules en céramique peuvent contenir 100 fois la charge de sa batterie à semi-conducteurs actuelle et plus de deux fois celle des batteries à électrolyte liquide les plus proches.

La société japonaise TDK a annoncé une percée significative dans les matériaux destinés aux petites batteries à semi-conducteurs, prévoyant des améliorations substantielles des performances pour des appareils tels que les écouteurs sans fil et les montres intelligentes. Le nouveau matériau présente une densité énergétique de 1 000 wattheures par litre, soit environ 100 fois supérieure à celle des batteries actuellement produites en série par TDK. À titre de comparaison, les batteries à semi-conducteurs proposées par les principaux concurrents coûtent environ 50 Wh/l, tandis que les piles bouton à électrolyte liquide traditionnelles fournissent environ 400 Wh/l.

Le PDG de TDK, Noboru Saito, a souligné l'impact potentiel de ce développement sur la transformation énergétique de la société et a souligné les efforts en cours en faveur d'une commercialisation précoce.

« 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 Saito-san.

La société prévoit d’expédier des échantillons de son nouveau prototype de batterie à ses clients l’année prochaine, dans l’espoir de commencer la production en série peu de temps après. En tant que fournisseur d'Apple, l'Apple Watch pourrait être l'un des premiers à utiliser la nouvelle technologie de batterie de TDK.

Les nouvelles batteries utilisent un matériau entièrement céramique avec des électrolytes solides à base d'oxyde et des anodes en alliage de lithium, offrant un stockage de charge électrique élevé, une taille réduite de l'appareil, des durées de fonctionnement plus longues et une stabilité et une sécurité améliorées. Ces piles sont destinées aux petits appareils, remplaçant les piles en forme de pièce existantes dans les montres et autres appareils électroniques.

Cette avancée représente une avancée significative dans une technologie en passe de révolutionner le stockage de l’énergie. Les batteries à semi-conducteurs offrent de nombreux avantages, notamment une sécurité accrue, un poids réduit, des coûts réduits, une longévité supérieure et une charge plus rapide par rapport aux batteries à électrolyte liquide actuelles. Même si les progrès dans le domaine de l’électronique grand public se sont répercutés sur les véhicules électriques (VE), les compositions chimiques dominantes des batteries pour ces catégories diffèrent considérablement.

Le principal défi lié à l’adaptation de cette technologie à des applications plus importantes telles que les voitures ou les smartphones est la fragilité des batteries céramiques plus grosses. Kevin Shang de Wood Mackenzie souligne que les propriétés mécaniques, les difficultés de production et les coûts restent des obstacles importants pour les applications pour smartphones.

Le cas d’utilisation le plus prometteur des batteries à semi-conducteurs pourrait concerner les voitures électriques, offrant une autonomie étendue. Les entreprises japonaises mènent les efforts de commercialisation, Toyota visant 2027, Nissan l'année suivante et Honda d'ici la fin de la décennie. Cependant, les constructeurs automobiles se concentreront sur les électrolytes à base de sulfure pour les véhicules électriques à longue portée comme alternative au matériau à base d'oxyde de TDK.

Malgré cet enthousiasme, certains sceptiques subsistent quant à la mise en œuvre rapide de cette technologie, en particulier pour les batteries plus grosses nécessaires aux véhicules électriques. Robin Zeng, PDG de CATL, le plus grand fabricant mondial de batteries pour véhicules électriques, a exprimé des doutes quant à l'efficacité, la durabilité et la sécurité actuelles des batteries à semi-conducteurs. Il convient de noter que CATL est issu d'une filiale de TDK et est un leader dans le domaine des batteries lithium-ion.