Les conducteurs de véhicules électriques et les utilisateurs intensifs de smartphones salivent à l'idée des batteries à anode de silicium, qui promettent d'augmenter considérablement la densité énergétique et de réduire les temps de charge.
Plusieurs entreprises travaillent sur les anodes en silicium depuis environ une décennie, et la technologie commence à se glisser dans l'électronique grand public. Par exemple, le fabricant de wearables Whoop utilise des matériaux de Sila, tandis que les batteries de Group14 se retrouvent dans une gamme de smartphones.
Mais le véritable enjeu est le marché du véhicule électrique, qui dépasse de loin l'électronique grand public, selon Benchmark Minerals. Cependant, pour s’y imposer, les startups doivent produire du matériau d’anode de silicium en quantités bien plus importantes qu’actuellement.
Pour atteindre cette échelle, Group14 a annoncé jeudi avoir démarré la production dans son usine BAM-3 en Corée du Sud. L'établissement est capable de produire jusqu'à 2 000 tonnes métriques de matériaux pour batteries au silicium par an, soit assez pour 10 gigawattheures de stockage énergétique, ou environ 100 000 véhicules électriques à grande autonomie.
« C’est un événement majeur pour nous, et je pense que c’en est aussi un pour l’industrie », a déclaré Rick Luebbe, cofondateur et CEO de Group14, à TechCrunch.
L’usine BAM-3 a vu le jour en tant que coentreprise entre Group14 et SK, le fabricant coréen de batteries. SK détenait 75 % du projet, mais a vendu sa participation à Group14 l’été dernier.
« SK a rencontré ses propres défis — financiers et de redéfinition de ses stratégies batteries et matériaux pour batteries simultanément », a expliqué Luebbe. « Cela a créé une excellente opportunité pour nous de l’acquérir auprès de SK. »
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L’offre se termine le 13 mars.
La startup collabore avec de nombreuses entreprises, dont la division batteries de Porsche, Cellforce Group, StoreDot, Molicel et Sionic. Porsche a également investi dans Group14 via sa branche capital-risque.
La plupart des batteries modernes utilisent le carbone comme matériau d’anode. Cela fonctionne suffisamment bien, mais les scientifiques savent depuis longtemps que le silicium, qui peut stocker jusqu’à 10 fois plus d’ions lithium, serait meilleur pour le stockage énergétique s’ils pouvaient simplement résoudre certains problèmes de durabilité persistants : Les anodes de silicium pur ont tendance à gonfler et s’effriter rapidement, les rendant inadaptées à des cycles de charge répétés sur plusieurs années.
La solution de Group14 est une structure rigide de carbone qui maintient en place des particules de silicium minuscules, empêchant l’anode de gonfler ou de s’effriter. Cette structure est traversée de trous à l’échelle nanométrique qui permettent aux ions lithium et aux électrons de circuler. Elle aide également l’anode à se charger rapidement sans se dégrader.
Certains clients de Group14, comme Sionic, utilisent des anodes en silicium pour augmenter la densité énergétique de jusqu’à 50 %. D’autres, comme Molicel, se concentrent sur l’exploitation de la capacité de charge rapide du silicium, notamment avec un design capable de recharger complètement une batterie à plat en seulement 90 secondes.
Ce genre d'application des anodes au silicium pourrait bouleverser le marché du véhicule électrique. Le constructeur chinois BYD vise déjà à offrir ce genre de capacité : il a révélé la semaine dernière un nouveau pack batterie qui permet une charge « flash » de 10 % à 70 % en cinq minutes. (Luebbe est convaincu que BYD utilise du silicium-carbone dans sa nouvelle batterie. « Ça ne peut être que ça », a-t-il affirmé.)
Si les réseaux de recharge peuvent accueillir un tel véhicule électrique, l’angoisse de l’autonomie appartiendrait au passé. Aujourd’hui, les constructeurs automobiles cherchent à offrir 300 à 400 miles d’autonomie afin de rassurer le consommateur, mais atteindre ces chiffres nécessite de grosses batteries qui ajoutent volume, poids et coût. Une charge ultra-rapide permettant d’obtenir une autonomie significative en quelques secondes permettrait aux constructeurs d’alléger les packs batteries, réduisant ainsi le poids et le coût.
« J’ai un Rivian doté d'une batterie de 130 kilowattheures, ce qui est incroyablement cher », a commenté Luebbe. Mais avec la charge ultra-rapide, des concepts comme la recharge par induction aux feux de circulation — qui peuvent sembler farfelus aujourd’hui — commenceraient à devenir plus réalisables, selon lui. « On ne penserait plus jamais à la recharge. »
