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Une nouvelle batterie 90 % moins chère que le lithium-ion !

Les batteries lithium-ion ont un rôle très important dans le monde de la technologie. En effet, celles-ci alimentent tout ou presque ! Un ingénieur japonais, ancien de chez Nissan, a évoqué la possibilité de réduire les coûts de production de masse de 90 % tout en améliorant la sécurité.

Une importante réduction des coûts

Hideaki Horie est un ingénieur nippon qui a travaillé pour Nissan Motor Co. En 2018, l’intéressé fonde la société APB Corp. L’objectif ? Fabriquer des “batteries tout polymère”, comme il l’explique dans un article du quotidien The Japan Times publié le 8 juillet 2020. Il est question d’une méthode de production permettant de réduire les coûts de 90 % ! Davantage de précisions sont apportées dans un communiqué (PDF en anglais / 2 pages) publié le 30 juin 2020.

Selon Hideaki Horie, la fabrication des batteries lithium-ion est très onéreuse. Le fait est que les coûts de fabrication restent très élevés malgré le processus de production de masse censé faire chuter les prix. Il s’avère que des composants tels que les électrodes métalliques ou encore l’électrolyte liquide nécessitent des chaînes de production ultra-modernes, comparables à celles des usines fabriquant des semi-conducteurs.

En effet, il est question de conditions de “salle blanche”. L’expert évoque des sas pour contrôler l’humidité, un filtrage constant de l’air ainsi qu’une précision rigoureuse afin d’éviter la contamination des matériaux hautement réactifs. Or, les coûts sont tels que seuls une poignée d’acteurs de premier plan sont capables de se payer une usine.

Une histoire de compromis

La société APB Corp (All Polymer Batteries) pourrait engager une petite révolution du secteur. Son secret ? Remplacer les composants habituels par un empilement de feuilles de polymères (voir ci-après). Or, plus il y a de couches, plus la capacité de la batterie augmente.

Selon Hideaki Horie, ce procédé permettrait une production simplifiée comme peut l’être celle de l’acier. Par ailleurs, les soucis de surtension concernant les batteries lithium-ion n’existeraient pas dans le cas de l’architecture ABP. Ce projet a dernièrement reçu le soutien du fabricant d’équipements industriels Yokogawa Electric Corp. et du fabricant de fibres de carbone Teijin Ltd.

Toutefois, la perfection n’existe pas et il s’avère que les polymères sont moins conducteurs. Autrement dit, le volume de ces nouvelles batteries sera plus imposant pour une capacité similaire. Or, cette contrainte pourrait représenter un frein malgré les alléchantes promesses de réduction des coûts de fabrication. Ainsi, les sociétés désirant se munir de telles batteries devront donc composer avec des contraintes de dimension.

Batterie au lithium-ion de nouvelle génération
La structure de base des batteries lithium-ion n'a pas changé depuis leur mise en service et il n'y avait pas de solution drastique à des problèmes tels que des processus de fabrication compliqués et des risques d'incendie / d'explosion.
Alors que la gamme d'applications des batteries lithium-ion a été étendue de l'utilisation grand public à l'automobile et à l'industrie, APB a poursuivi «ce que devraient être les batteries» et a mené un examen approfondi des pièces et des matières premières des batteries .
Pour réaliser des batteries de haute qualité, nous avons développé une structure bipolaire dans laquelle le courant circule à travers les interfaces de cellule perpendiculairement au plan de l'électrode, et de la résine polymère comme matériau de base.
Grâce à l'adoption de ces technologies, nos batteries entièrement polymères se caractérisent par des caractéristiques telles qu'une fiabilité élevée, une densité d'énergie élevée, une grande flexibilité de taille et de forme et des processus de fabrication innovants en même temps.