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Une batterie plus durable est testée pour les appareils portables
Un type de batterie qui pourrait éventuellement stocker deux fois plus d'énergie qu'une batterie conventionnelle pourrait être sur le point de dépasser les applications de niche pour les appareils portables, les téléphones et même les voitures électriques.
Les batteries à semi-conducteurs, comme on les appelle, sont disponibles depuis un certain temps et sont utilisées dans certains capteurs sans fil, mais elles ont été trop chères pour être utilisées ailleurs. Applied Materials, l'un des plus grands fournisseurs d'équipements au monde pour les industries des semi-conducteurs et de l'affichage, affirme qu'il peut rendre ces batteries beaucoup moins chères. Cela pourrait ouvrir la voie à des montres intelligentes plus minces et plus durables ainsi qu'à des voitures électriques avec une autonomie similaire à celles à essence.
Dans les batteries à l'état solide, les électrolytes liquides normalement utilisés dans les batteries lithium-ion conventionnelles sont remplacés par des solides, ce qui permet de remplacer les électrodes conventionnelles par des électrodes au lithium métal qui contiennent beaucoup plus d'énergie. La suppression de l'électrolyte liquide, inflammable, permet également d'améliorer la sécurité des batteries, ce qui conduit à des économies de coûts et d'encombrement, notamment dans les véhicules électriques, en réduisant le recours à des systèmes de refroidissement complexes (voir TR10 : Solid-State Batteries).
Les outils de fabrication livrés jusqu'à présent par Applied Materials, qui effectuent un dépôt de matériaux de très haute précision sur de grandes surfaces, seront utilisés dans un premier temps pour le prototypage et les démonstrations de batteries à semi-conducteurs.
La fabrication de matériaux d'électrode et d'électrolyte de haute qualité sur de grandes surfaces a été l'un des défis de la rentabilité des batteries à semi-conducteurs. Les batteries sont fabriquées en déposant successivement des contacts électriques, des électrodes et l'électrolyte solide qui les sépare, de la même manière que les nombreuses couches d'un écran sont déposées. Si l'électrolyte solide présente des lacunes, cela peut entraîner des courts-circuits. Applied Materials dit qu'il peut surmonter cela ainsi que d'autres défis de fabrication.
Ce qui retient [les batteries à semi-conducteurs], c'est le traitement des matériaux et le coût, explique Andy Chu, responsable du marketing des produits pour les solutions de stockage d'énergie chez Applied Materials. Nous nous attaquons à ces problèmes. Cela vous permettra de le porter à un volume élevé.
Applied Materials affirme que les clients utilisent son équipement pour fabriquer des batteries, mais il ne divulguera pas qui sont ces clients. La société affirme cependant que l'une des premières applications commerciales de son équipement sera probablement la fabrication de batteries pour appareils portables, tels que les montres intelligentes, où la taille est une limitation sérieuse.
Les batteries à semi-conducteurs peuvent également être facilement fabriquées sous différentes formes car vous n'avez pas à vous soucier de contenir un électrolyte liquide, ce qui les rend plus faciles à ranger dans une montre, par exemple. De fines piles à semi-conducteurs pourraient même être incorporées dans un bracelet de montre flexible.
Applied Materials n'a pas révélé combien coûteraient les batteries à semi-conducteurs fabriquées à l'aide de sa technologie, combien d'énergie elles stockeraient ou à quelle vitesse elles pourraient être rechargées. Un défi permanent avec les batteries à semi-conducteurs est que l'électrolyte solide, qui n'est pas aussi conducteur que les batteries liquides, a tendance à limiter la puissance de sortie. Applied Materials dit qu'il travaille sur des moyens d'améliorer cette conductivité en dopant l'électrolyte solide, un peu comme vous le feriez avec des matériaux semi-conducteurs pour les puces. La société travaille également sur des moyens de déposer les matériaux de stockage d'énergie plus rapidement, pour permettre des couches épaisses qui stockent de grandes quantités d'énergie.