[La densité énergétique des batteries au lithium pourrait à l'avenir atteindre 1,5 à 2 fois la valeur 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'immisce progressivement dans tous les aspects de notre vie. Quelle direction prendra l'évolution des batteries du futur et quels changements apportera-t-elle à la société ? C'est dans cette optique que le journaliste de First Financial a interviewé le mois dernier Akira Yoshino, scientifique japonais lauréat du prix Nobel de chimie pour ses travaux sur les batteries lithium-ion.
D'après Yoshino, les batteries lithium-ion domineront toujours le marché des batteries au cours des dix prochaines années. Le développement de nouvelles technologies telles que l'intelligence artificielle et l'Internet des objets va bouleverser les perspectives d'application des batteries lithium-ion.
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 réalisa le premier prototype mondial de batterie lithium-ion rechargeable et contribua de manière exceptionnelle au développement des batteries lithium-ion, qui seront largement utilisées dans les smartphones et les véhicules électriques.
Le mois dernier, Akira Yoshino a déclaré lors d'un entretien exclusif avec le journaliste financier numéro un qu'après avoir appris qu'il avait remporté le prix Nobel, il n'éprouvait « pas vraiment d'émotions ». « Les interviews qui ont suivi m'ont beaucoup occupé, et je n'ai pas pu savourer pleinement ma joie », a-t-il expliqué. « Mais à mesure que la remise des prix en décembre approche, la réalité de cette distinction se fait plus pressante. »
Au cours des 30 dernières années, 27 chercheurs japonais ont reçu le prix Nobel de chimie, mais seuls deux d'entre eux, dont Akira Yoshino, ont été récompensés en tant que chercheurs travaillant en entreprise. « Au Japon, les prix sont généralement décernés aux chercheurs des instituts de recherche et des universités, et peu de chercheurs issus du secteur privé en ont reçu », a déclaré Akira Yoshino au Premier Journaliste Financier. Il a également souligné les attentes du secteur privé. Il estime que de nombreuses recherches de niveau Nobel sont menées au sein des entreprises, mais que l'industrie japonaise doit 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 va révolutionner 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 optimiser leur utilisation, permettant ainsi de les exploiter dans des conditions optimales.
Akira Yoshino est également très soucieux de la contribution de ses recherches à la résolution des problèmes liés au changement climatique. Il a confié au Premier Journaliste Financier avoir été récompensé pour deux raisons : d’une part, pour sa contribution au développement d’une société mobile intelligente ; d’autre part, pour son apport essentiel à la protection de l’environnement mondial. « La contribution à la protection de l’environnement sera de plus en plus manifeste à l’avenir. Parallèlement, il s’agit également d’une formidable opportunité commerciale », a-t-il déclaré.
Lors d'une conférence à l'université Meijo, Yoshino Akira, en tant que professeur, a déclaré aux étudiants que, compte tenu des fortes attentes du public concernant l'utilisation des énergies renouvelables et des batteries comme moyen de lutter contre le réchauffement climatique, il partagerait ses propres informations, notamment ses réflexions sur les questions environnementales.
Qui dominera l'industrie des batteries ?
Le développement des batteries a engendré une révolution énergétique. Des smartphones aux voitures électriques, les batteries sont omniprésentes et transforment tous les aspects de notre vie. L'évolution des batteries, de leurs performances accrues à leur coût réduit, aura un impact sur chacun d'entre nous.
Actuellement, l'industrie s'engage à 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 à l'utilisation d'énergies renouvelables.
D'après Yoshino, les batteries lithium-ion domineront toujours le marché des batteries au cours des dix prochaines années, mais le développement et l'essor de nouvelles technologies continueront de renforcer la valorisation et les perspectives du secteur. Yoshino Akira a déclaré à First Business News que la densité énergétique des batteries au lithium pourrait à l'avenir atteindre 1,5 à 2 fois la valeur actuelle, ce qui permettra de réduire leur taille. « Cela réduira la quantité de matériaux et donc le coût, mais la baisse du prix des matériaux ne sera pas significative. » Il a ajouté : « La réduction du coût des batteries lithium-ion se situera au maximum entre 10 % et 30 %. Diviser le prix par deux est beaucoup plus difficile. »
Les appareils électroniques se rechargeront-ils plus vite à l'avenir ? Akira Yoshino a répondu qu'un téléphone portable se recharge complètement en 5 à 10 minutes, un résultat obtenu en laboratoire. Cependant, la recharge rapide exige une tension élevée, ce qui réduit la durée de vie de la batterie. Dans la pratique, il est souvent inutile de recharger aussi rapidement.
Des premières batteries au plomb-acide aux batteries nickel-métal-hydrure, piliers des entreprises japonaises comme Toyota, en passant par les batteries lithium-ion utilisées par Tesla Roaster en 2008, les batteries lithium-ion liquides traditionnelles ont dominé le marché des batteries de puissance pendant dix ans. À l'avenir, la contradiction entre les exigences de densité énergétique et de sécurité, et la technologie des batteries lithium-ion traditionnelles, deviendra de plus en plus prégnante.
En réaction aux expériences et aux produits de batteries à l'état solide d'entreprises étrangères, Akira Yoshino a déclaré : « Je pense que les batteries à l'état solide représentent une voie d'avenir, et il existe encore une grande marge de progression. J'espère constater bientôt de nouveaux progrès. »
Il a également indiqué que les batteries à semi-conducteurs sont technologiquement similaires aux batteries lithium-ion. « Grâce aux progrès technologiques, la vitesse de charge des batteries lithium-ion pourrait bientôt atteindre environ quatre fois la vitesse actuelle », a déclaré Akira Yoshino à un journaliste de First Business News.
Les batteries à électrolyte solide sont des batteries lithium-ion utilisant un électrolyte solide. Ce dernier remplace l'électrolyte organique potentiellement explosif des batteries lithium-ion traditionnelles, résolvant ainsi les deux principaux problèmes de densité énergétique et de sécurité. À énergie égale, la batterie utilisant un électrolyte solide offre une densité énergétique supérieure, une puissance accrue et une durée de vie prolongée, constituant ainsi la tendance de développement de la prochaine génération de batteries lithium.
Cependant, les batteries à électrolyte solide doivent relever 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 l'électrolyte pendant les cycles de charge et de décharge. Actuellement, de nombreux constructeurs automobiles mondiaux investissent massivement dans la recherche et le développement de batteries à électrolyte solide. Par exemple, Toyota développe une batterie à électrolyte solide, mais son coût n'est pas divulgué. Les instituts de recherche prévoient que d'ici 2030, la demande mondiale de batteries à électrolyte solide devrait avoisiner les 500 GWh.
Le professeur Whitingham, colauréat du 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 tels que les smartphones. « En effet, l’application à des systèmes à grande échelle pose encore d’importants problèmes », a-t-il précisé.
Date de publication : 16 décembre 2019