[La densité énergétique des batteries au lithium pourrait atteindre à l'avenir 1,5 à 2 fois celle actuelle, ce qui signifie que les batteries deviendront plus petites.]
[La réduction du coût des batteries lithium-ion se situe au maximum entre 10 % et 30 %. Il est difficile de diviser le prix par deux.]
Des smartphones aux voitures électriques, la technologie des batteries s'infiltre progressivement dans tous les aspects de la vie. Alors, quelle direction prendra la batterie du futur et quels changements apportera-t-elle à la société ? C'est dans cet esprit que le journaliste de First Financial a interviewé le mois dernier Akira Yoshino, un scientifique japonais lauréat du prix Nobel de chimie pour les batteries lithium-ion cette année.
Selon Yoshino, les batteries lithium-ion continueront de dominer le secteur des batteries au cours des dix prochaines années. Le développement de nouvelles technologies telles que l'intelligence artificielle et l'Internet des objets entraînera des changements inimaginables dans les perspectives d'application des batteries lithium-ion.
Un changement inimaginable
Lorsque Yoshino découvrit le terme « portable », il comprit que la société avait besoin d'une nouvelle batterie. En 1983, la première batterie au lithium au monde vit le jour au Japon. Yoshino Akira produisit le premier prototype de batterie lithium-ion rechargeable au monde et contribuera de manière remarquable au développement de batteries lithium-ion largement utilisées dans les smartphones et les véhicules électriques à l'avenir.
Le mois dernier, Akira Yoshino a déclaré dans une interview exclusive accordée au numéro 1 des journalistes financiers qu'après avoir appris qu'il avait remporté le prix Nobel, il « n'avait plus de véritables sentiments ». « Les interviews complètes qui ont suivi m'ont beaucoup occupé, et je ne pouvais pas être trop heureux », a-t-il déclaré. « Mais à mesure que la date de remise des prix en décembre approche, la réalité des récompenses est devenue plus forte. »
Au cours des 30 dernières années, 27 chercheurs japonais ou étrangers ont remporté le prix Nobel de chimie, mais seuls deux d'entre eux, dont Akira Yoshino, ont été récompensés en tant que chercheurs en entreprise. « Au Japon, les chercheurs des instituts de recherche et des universités sont généralement récompensés, et peu de chercheurs en entreprise du secteur ont été récompensés », a déclaré Akira Yoshino au First Financial Journalist. Il a également souligné les attentes du secteur. Il estime que l'entreprise mène de nombreuses recherches de niveau Nobel, mais que l'industrie japonaise devrait améliorer son leadership et son efficacité.
Yoshino Akira estime que le développement de nouvelles technologies telles que l'intelligence artificielle et l'Internet des objets (IoT) entraînera des changements inimaginables dans les perspectives d'application des batteries lithium-ion. Par exemple, les progrès logiciels accéléreront la conception des batteries et le développement de nouveaux matériaux, et pourront influencer leur utilisation, leur permettant d'être utilisées dans les meilleurs conditions.
Yoshino Akira est également très préoccupé par la contribution de ses recherches à la résolution des problèmes liés au changement climatique mondial. Il a expliqué au First Financial Journalist que sa récompense visait deux objectifs : contribuer au développement d'une société mobile intelligente ; fournir un moyen important de protéger l'environnement mondial. « La contribution à la protection de l'environnement deviendra de plus en plus évidente à l'avenir. Parallèlement, il s'agit d'une formidable opportunité commerciale », a déclaré Akira Yoshino à un journaliste financier.
Yoshino Akira a déclaré aux étudiants lors d'une conférence à l'Université Meijo en tant que professeur qu'étant donné les attentes élevées du public concernant l'utilisation des énergies renouvelables et des batteries comme contre-mesure au réchauffement climatique, il livrera ses propres informations, y compris ses réflexions sur les questions environnementales.
Qui dominera l’industrie des batteries ?
Le développement de la technologie des batteries a déclenché une révolution énergétique. Des smartphones aux voitures électriques, la technologie des batteries est omniprésente et transforme chaque aspect de la vie. La puissance et le coût des batteries du futur auront des répercussions sur chacun d'entre nous.
Actuellement, l'industrie s'efforce d'améliorer la sécurité des batteries tout en augmentant leur densité énergétique. L'amélioration des performances des batteries contribue également à la lutte contre le changement climatique grâce au recours aux énergies renouvelables.
Selon Yoshino, les batteries lithium-ion continueront de dominer le secteur des batteries au cours des dix prochaines années, mais le développement et l'essor des nouvelles technologies continueront également de renforcer la valorisation et les perspectives du secteur. Yoshino Akira a déclaré à First Business News que la densité énergétique des batteries lithium pourrait à l'avenir atteindre 1,5 à 2 fois celle actuelle, ce qui signifie que la batterie deviendra plus petite. « Cela réduit le matériau et donc le coût, mais il n'y aura pas de baisse significative du coût du matériau. » Il a ajouté : « La réduction du coût des batteries lithium-ion se situe au maximum entre 10 et 30 %. Diviser le prix par deux est plus difficile. »
Les appareils électroniques se rechargeront-ils plus vite à l'avenir ? Akira Yoshino a répondu qu'un téléphone portable est chargé en 5 à 10 minutes, un résultat obtenu en laboratoire. Cependant, la charge rapide nécessite une tension élevée, ce qui affecte l'autonomie de la batterie. Dans de nombreuses situations, une charge particulièrement rapide n'est pas forcément nécessaire.
Des premières batteries plomb-acide aux batteries nickel-hydrure métallique, piliers d'entreprises japonaises comme Toyota, en passant par les batteries lithium-ion utilisées par Tesla Roaster en 2008, les batteries lithium-ion liquides traditionnelles dominent le marché des batteries de puissance depuis dix ans. À l'avenir, la contradiction entre la densité énergétique et les exigences de sécurité, d'une part, et la technologie des batteries lithium-ion traditionnelles, d'autre part, deviendra de plus en plus évidente.
En réponse aux expériences et aux produits de batteries à semi-conducteurs d'entreprises étrangères, Akira Yoshino a déclaré : « Je pense que les batteries à semi-conducteurs représentent une voie d'avenir, et qu'il y a encore beaucoup à faire. J'espère voir de nouveaux progrès bientôt. »
Il a également déclaré que les batteries à semi-conducteurs étaient similaires technologiquement aux batteries lithium-ion. « Grâce aux progrès technologiques, la vitesse de nage des batteries lithium-ion pourrait enfin atteindre environ quatre fois la vitesse actuelle », a déclaré Akira Yoshino à un journaliste de First Business News.
Les batteries solides sont des batteries lithium-ion utilisant des électrolytes solides. Remplacer l'électrolyte organique potentiellement explosif des batteries lithium-ion traditionnelles par des électrolytes solides résout deux problèmes majeurs : une densité énergétique élevée et des performances de sécurité élevées. L'utilisation d'électrolytes solides permet d'obtenir une densité énergétique plus élevée, une puissance accrue et une durée d'utilisation plus longue, ce qui constitue la tendance de développement de la prochaine génération de batteries lithium.
Mais les batteries à semi-conducteurs sont également confrontées à des défis tels que la réduction des coûts, l'amélioration de la sécurité des électrolytes solides et le maintien du contact entre les électrodes et les électrolytes pendant la charge et la décharge. Actuellement, de nombreux constructeurs automobiles mondiaux investissent massivement dans la R&D sur les batteries à semi-conducteurs. Par exemple, Toyota développe une batterie à semi-conducteurs, mais son coût n'est pas divulgué. Les instituts de recherche prévoient que d'ici 2030, la demande mondiale de batteries à semi-conducteurs devrait approcher les 500 GWh.
Le professeur Whitingham, qui a partagé le prix Nobel avec Akira Yoshino, a déclaré que les batteries à semi-conducteurs pourraient être les premières à être utilisées dans les petits appareils électroniques comme les smartphones. « Car l'application de systèmes à grande échelle pose encore de gros problèmes », a-t-il ajouté.
Date de publication : 16 décembre 2019