ALAMEDA, Californie – Le nouveau tracker de fitness Whoop s’attache autour du poignet, un peu comme n’importe quel autre moniteur de santé ou montre connectée. Mais vous pouvez également acheter un soutien-gorge de sport ou des leggings équipés de ce petit appareil, qui peut être un éclat d’électronique cousu dans le tissu des vêtements.
Comprimer un tracker de fitness dans un emballage aussi svelte n’était pas une mince affaire, a déclaré John Capodilupo, directeur de la technologie de Whoop. Cela nécessitait un tout nouveau type de batterie. La batterie, construite par une start-up californienne, Sila, a fourni au minuscule tracker de fitness plus de puissance que les batteries plus anciennes tout en conservant la même autonomie.
Bien que cela ne semble pas bouleversant, la batterie de Sila fait partie d’une vague de nouvelles technologies de batterie qui pourraient conduire à de nouvelles conceptions dans l’électronique grand public et contribuer à accélérer l’électrification des voitures et des avions. Ils peuvent même aider à stocker l’électricité sur le réseau électrique, en aidant les efforts visant à réduire la dépendance aux combustibles fossiles.
Les nouveaux types de batteries peuvent ne pas éblouir les consommateurs comme les nouvelles applications ou les nouveaux gadgets. Mais comme de minuscules transistors, ils sont au cœur des avancées technologiques. Si les batteries ne s’améliorent pas beaucoup, les appareils qu’elles alimentent non plus.
Des entreprises comme Enovix, QuantumScape, Solid Power et Sila développent ces batteries depuis plus d’une décennie, et certaines espèrent passer à la production de masse vers 2025.
Le directeur général et co-fondateur de Sila, Gene Berdichevsky, était l’un des premiers employés de Tesla qui supervisait la technologie des batteries alors que l’entreprise construisait sa première voiture électrique. Lancé en 2008, le Tesla Roadster utilisait une batterie basée sur la technologie lithium-ion, la même technologie de batterie qui alimente les ordinateurs portables, les smartphones et autres appareils grand public.
La popularité de Tesla, associée à la croissance rapide du marché de l’électronique grand public, a déclenché une nouvelle vague d’entreprises de batteries. M. Berdichevsky a quitté Tesla en 2008 pour travailler sur ce qui est finalement devenu Sila. Un autre entrepreneur, Jagdeep Singh, a fondé QuantumScape après avoir acheté l’un des premiers Roadsters Tesla.
Tous deux ont vu comment les batteries lithium-ion pourraient changer le marché automobile. Ils ont vu une opportunité encore plus grande s’ils pouvaient construire un type de batterie plus puissant.
« Les batteries lithium-ion venaient juste de devenir assez bonnes, mais elles ont atteint un plateau », a déclaré M. Berdichevsky. « Nous voulions pousser la technologie plus loin.
La transition vers les voitures électriques
À peu près à la même époque, le Congrès a créé l’ARPA-E, pour Advanced Research Projects Agency-Energy, pour promouvoir la recherche et le développement dans les nouvelles technologies énergétiques. L’agence a soutenu les nouvelles entreprises de batteries avec des financements et d’autres soutiens. Une décennie plus tard, ces efforts commencent à porter leurs fruits.
Après avoir levé plus de 925 millions de dollars de financement, Sila emploie environ 250 personnes dans son petit centre de recherche et son usine d’Alameda, la petite ville insulaire à l’ouest d’Oakland. Lorsque lui et deux autres entrepreneurs ont fondé l’entreprise en 2011, M. Berdichevsky pensait qu’il leur faudrait environ cinq ans pour mettre une batterie sur le marché. Il leur en a fallu 10.
Le tracker de fitness Whoop 4.0, qui sera mis en vente mercredi avec un abonnement mensuel compris entre 18 $ et 30 $, est une première indication de la façon dont la technologie de Sila peut fonctionner sur le marché de masse.
La batterie offre une densité de puissance 17% supérieure à celle de la batterie utilisée par le précédent tracker de fitness de Whoop. Cela signifie que l’appareil peut être un tiers plus petit tout en offrant une nouvelle gamme de capteurs corporels et en conservant la même autonomie de batterie.
Sila et Whoop, une entreprise de Boston fondée par un ancien athlète de Harvard (du nom d’une expression favorite qu’il utilisait avant les grands matchs), ont déclaré qu’ils disposaient de la capacité de fabrication nécessaire pour installer la nouvelle batterie dans des millions d’appareils dans les années à venir.
Le tracker de fitness, un appareil avec une petite niche de marché, peut sembler être un petit pas. Mais cela est révélateur des espoirs de Sila de pousser la technologie dans les voitures électriques et d’autres marchés.
« Si ce genre de chose pénètre dans un smartphone ou un autre appareil grand public, c’est le signe d’un réel progrès », a déclaré Venkat Viswanathan, professeur agrégé de génie mécanique et de science des matériaux à l’Université Carnegie Mellon, spécialisé dans les technologies des batteries. « Ce n’est pas facile. »
Sila n’est pas exactement une entreprise de batteries. Elle vend un nouveau matériau – une poudre de silicium – qui peut augmenter considérablement l’efficacité des batteries, et prévoit de les construire en utilisant bon nombre des mêmes usines et autres infrastructures qui produisent des batteries lithium-ion.
Les batteries d’aujourd’hui sont basées sur le mouvement de va-et-vient des atomes de lithium. Cela génère de l’énergie car chaque atome est dans un état chargé positivement, ce qui signifie qu’il lui manque un seul électron. Dans cet état, ces atomes de lithium sont dits ionisés. C’est pourquoi on les appelle batteries lithium-ion.
Lorsque vous branchez une voiture électrique sur une station de charge, des atomes de lithium-ion se rassemblent sur un côté de la batterie, appelé anode. Lorsque vous allumez la voiture et roulez sur la route, la batterie fournit de l’énergie électrique lorsque les atomes se déplacent vers son autre côté, la cathode. Ceci est possible grâce à la constitution chimique de l’anode, de la cathode et des parties environnantes de la batterie.
Typiquement, l’anode est en graphite. Pour améliorer l’efficacité de la batterie, Sila remplace le graphite par du silicium, qui peut contenir plus d’atomes de lithium dans un espace plus petit. Cela signifie des batteries plus efficaces.
Aujourd’hui, l’entreprise produit cette poudre de silicium à partir de sa petite usine d’Alameda. Ensuite, il vend la poudre à un fabricant de batteries – Sila n’identifierait pas l’autre société – qui insère le matériau dans son processus existant, produisant la nouvelle batterie pour le tracker de fitness Whoop.
« Nous ne faisons que moderniser les usines qui sont utilisées aujourd’hui », a déclaré M. Berdichevsky.
Bien qu’il ait déclaré que cette approche donnait à Sila un avantage significatif sur ses nombreux concurrents, le Dr Viswanathan, professeur à Carnegie Mellon, a déclaré que d’autres entreprises empruntaient des voies différentes pour affiner la façon dont les batteries lithium-ion sont construites.
Des entreprises comme Sila et QuantumScape ont déjà des partenariats avec des constructeurs automobiles et s’attendent à ce que leurs batteries atteignent les automobiles vers le milieu de la décennie. Ils espèrent que leurs technologies réduiront considérablement le coût des voitures électriques et étendront leur autonomie.
« Si nous voulons intégrer les voitures électriques dans le grand public, nous devons les réduire à 30 000 $ », a déclaré M. Singh, directeur général de QuantumScape. « Vous ne pouvez pas faire ça avec les batteries d’aujourd’hui. »
Ils espèrent également que leurs batteries conduiront à de nouveaux appareils et véhicules. Des batteries plus petites et plus efficaces pourraient stimuler le développement de « lunettes intelligentes » – des lunettes intégrées à de minuscules ordinateurs – en permettant aux concepteurs de regrouper un ensemble de technologies plus agiles dans des montures plus petites et plus légères. La même technologie de batterie pourrait revigorer les soi-disant voitures volantes, un nouveau type d’avion électrique qui pourrait faciliter les déplacements dans les grandes villes plus tard dans la décennie.
Mais ce ne sont que deux possibilités car « tous les aspects de la vie deviendront plus électrifiés », a déclaré le Dr Viswanathan.
