Discussion :

[Mathis Lucas]

TDK, le fournisseur de batteries d'Apple, revendique une percée dans le domaine des batteries à semiconducteurs
qui pourrait offrir une densité énergétique 100 fois supérieure à celle des batteries existantes

TDK, l'un des principaux fournisseurs d'Apple en matière de batteries, a annoncé une percée dans le développement de petites batteries à semiconducteurs. Cette nouvelle technologie pourrait potentiellement se traduire par une augmentation importante des performances énergétiques de plusieurs appareils, allant des écouteurs sans fil aux montres connectées. TDK, basé au Japon, estime avoir développé pour ses batteries à semiconducteurs un nouveau matériau qui permet d'atteindre une densité énergétique de 1 000 wattheures par litre, ce qui représente une amélioration substantielle par rapport aux batteries actuelles produites en série.

TDK est une multinationale japonaise qui fabrique des composants électroniques et des supports d'enregistrement et de stockage de données. L'entreprise fournit notamment des clients dans le domaine du commerce, de la technologie, des télécommunications, de l'automobile, de l'aérospatiale et de l'armée. La liste de ses clients comprend des géants de la technologie tels que Sony, Apple, Siemens, Bosch, Nokia, Samsung, etc. TDK a annoncé lundi avoir une percée qui, selon ses estimations, pourrait permettre d'améliorer considérablement les performances des dispositifs portables (écouteurs sans fil, montres connectées, etc.).

Cette percée consiste en un nouveau matériau pour ses batteries à semiconducteurs. Le nouveau matériau offre une densité énergétique (la quantité d'énergie qui peut être comprimée dans un espace donné) de 1 000 wattheures par litre, ce qui est environ 100 fois supérieur à la batterie actuelle de TDK en production de masse. Noboru Saito, PDG de TDK, a déclaré : « Nous pensons que notre nouveau matériau pour les batteries à semiconducteurs est capable de contribuer de manière significative à la transformation énergétique de la société. Nous poursuivrons le développement en vue d'une commercialisation rapide ».

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. D'après TDK, la grande capacité de la batterie à stocker la charge électrique devrait permettre de réduire la taille des appareils et d'allonger leur durée de vie, tandis que l'oxyde offrira un haut degré de stabilité et donc de sécurité. La technologie de la batterie est conçue pour être utilisée dans des cellules de plus petite taille, remplaçant les piles boutons que l'on trouve actuellement dans les montres connectées et de nombreux autres petits appareils électroniques.

TDK Corporation a réussi à mettre au point un matériau pour CeraCharge, une batterie à semiconducteurs de nouvelle génération d'une densité énergétique de 1 000 Wh/L, environ 100 fois supérieure à la densité énergétique de la batterie à semiconducteurs conventionnelle de TDK.

La technologie de TDK vise une solution qui peut être utilisée dans divers appareils portables, tels que les écouteurs sans fil, les appareils auditifs et même les montres connectées.

Une batterie à semiconducteurs (solid-state battery - batterie à électrolyte solide) est une batterie électrique qui utilise un électrolyte solide pour la conduction ionique entre les électrodes, au lieu des électrolytes polymères liquides ou gélifiés que l'on trouve dans les batteries classiques. Les batteries à électrolytes solides présentent de nombreux avantages théoriques, notamment la promesse d'une densité énergétique élevée, une recharge plus rapide et la réduction des risques d'incendie en raison de l'élimination de l'électrolyte liquide. Toutefois, une technique permettant de les fabriquer à moindre coût n'a pas été découverte.

Les électrolytes solides sont moins denses, de sorte qu'une batterie à semiconducteurs peut être plus petite et plus légère que sa concurrente au lithium-ion. Cela pourrait permettre aux voitures électriques d'être plus petites et plus légères, ou de disposer d'une plus grande autonomie pour une taille et un poids identiques. En somme, les batteries à semiconducteurs sont beaucoup plus sûres, plus légères et potentiellement moins chères, et offrent des performances plus longues et une charge plus rapide que les batteries actuelles qui reposent sur des électrolytes liquides. Mais leur production en masse reste encore un défi de taille.

La percée revendiquée par TDK est la dernière avancée d'une technologie dont les experts du secteur pensent qu'elle peut révolutionner le stockage de l'énergie, mais qui se heurte à des défis considérables sur la voie de la production de masse, en particulier pour les batteries de grande taille. La description du nouveau matériau céramique utilisé par TDK suggère que les batteries de plus grande taille seraient plus fragiles, ce qui signifie que le défi technique de la fabrication de batteries pour les voitures ou même les smartphones ne sera pas relevé dans un avenir prévisible. Le PDG de TDK se dit toutefois optimiste sur le sujet.

Kevin Shang, analyste principal chez Wood Mackenzie, une société de données et d'analyse, estime que les propriétés mécaniques défavorables, ainsi que la difficulté et le coût de la production en masse, sont des obstacles à l'application des batteries à base d'oxyde solide aux smartphones. Les experts de l'industrie pensent que le cas d'utilisation le plus important pour les batteries à semiconducteurs pourrait être celui des voitures électriques, en permettant une plus grande autonomie de conduite. Les entreprises japonaises (telles que Toyota, TDK Nissan et Honda) sont à l'avant-garde de la commercialisation de cette technologie.

Toyota vise une commercialisation dès 2027, Nissan l'année suivante et Honda d'ici la fin de la décennie. L'on ignore si la technologie de TDK sera intégrée dans les appareils Apple, l'AirTag étant potentiellement le meilleur candidat à court terme. Elle est destinée à remplacer les piles boutons utilisées dans les AirTags. Actuellement, ces piles ne sont pas rechargeables et durent environ une heure. Mais la nouvelle réglementation européenne exige sur les appareils électroniques que les marques abandonnent progressivement les piles jetables au profit de piles rechargeables, et c'est ce que TDK a l'intention de développer ici.

Étant donné que les batteries peuvent être rechargées, elles pourraient être utilisées dans d'autres appareils Apple, comme les AirPods et l'Apple Watch. Ce qui serait le plus excitant pour toute technologie de batterie à longue durée de vie, cependant, serait une utilisation dans des appareils plus grands : iPhones, iPads, MacBooks, et Vision Pro. Mais le scepticisme persiste quant à la vitesse avec laquelle cette technologie tant vantée (les batteries à semiconducteurs) pourra être mise en œuvre, en particulier pour les batteries de plus grande taille. « Comme toujours, je ne retiens pas mon souffle », lit-on dans les commentaires.

En attendant, afin de doter leurs véhicules électriques d'une longue autonomie, les constructeurs automobiles se concentrent sur les électrolytes à base de sulfure, un type de matériau alternatif à celui à base d'oxyde que TDK a mis au point. Robin Zeng, fondateur et PDG de CATL, le plus grand fabricant mondial de batteries pour véhicules électriques, a déclaré en mars que les batteries à semiconducteurs ne fonctionnent pas assez bien, manquent de durabilité et présentent encore des problèmes de sécurité. CATL est issu d'Amperex Technology, une filiale de TDK qui est le premier producteur mondial de batteries lithium-ion.

TDK, fondé en 1935, possède une longue expérience dans le domaine des matériaux et de la technologie des batteries. Il détient environ 60 % du marché mondial des batteries de petite capacité qui alimentent les smartphones et vise le leadership sur le marché des batteries de moyenne capacité, dont les dispositifs de stockage d'énergie et les appareils électroniques de plus grande taille comme les drones.

TDK 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. Selon certains optimistes, l'augmentation de la densité énergétique et la réduction du poids des batteries pourraient même faire de l'avion électrique une idée viable.

Source : TDK

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Selon vous, l'industrie peut-elle relever ces défis dans un avenir prévisible ? Pourquoi ?

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[kmedghaith]

qui pourrait offrir une densité énergétique 100 fois supérieure à celle des batteries existantes

Moi aussi j'annonce une percée dans les batteries. J'utilise une perceuse visseuse standard. Par contre faire gaffe aux incendies.