Le secret derrière l’objectif d’Elon Musk de vendre 20 millions de Tesla par an d’ici 2030 réside dans sa technologie de batterie pionnière. La bonne nouvelle est qu’en utilisant des cellules plus grandes et un nouveau processus de revêtement à sec des électrodes, Tesla pourrait réduire de moitié le coût d’une batterie Model Y, économisant ainsi plus de 8 % du prix de départ de la voiture aux États-Unis, ont déclaré des experts en batterie. ayant des liens avec l’entreprise.
La mauvaise nouvelle est que nous n’en sommes qu’à mi-chemin, selon 12 experts proches de Tesla ou familiers avec sa nouvelle technologie. En effet, la technique de revêtement à sec utilisée pour produire les plus grandes cellules de batterie 4680 de Tesla est si nouvelle et non éprouvée que la société a du mal à augmenter la production au point où les économies se font sentir, ont déclaré des experts à Reuters.
« Ils ne sont tout simplement pas prêts pour la production de masse », a déclaré l’un des experts proches de Tesla. Cependant, les gains que Tesla a déjà réalisés en réduisant les coûts de fabrication des batteries au cours des deux dernières années pourraient contribuer à augmenter ses bénéfices et à consolider son avance sur la plupart de ses rivaux dans le domaine des véhicules électriques (VE).
Les investisseurs considèrent que les améliorations promises par Musk en matière de coût et de performances des batteries sont essentielles pour que Tesla entre dans une ère où elle peut vendre un véhicule électrique pour 25 000 $ à profit et avoir de meilleures chances d’atteindre ses objectifs de 2030. .
Lire aussi : La société Tesla dirigée par Elon Musk fait face à un recours collectif pour le problème du « freinage fantôme ».
Les systèmes de batterie sont le composant le plus cher de la plupart des véhicules électriques. Construire des packages performants à moindre coût est donc essentiel pour produire des voitures électriques abordables et capables de concurrencer leurs concurrentes à moteur thermique au niveau du prix d’achat.
Tesla est l’un des rares grands constructeurs automobiles à produire ses propres batteries de véhicules électriques, et en produisant les cellules du modèle Y dans des usines américaines, le SUV restera éligible aux crédits d’impôt américains lorsque de nombreux véhicules électriques rivaux pourraient ne plus être éligibles.
Sur les 12 experts en batteries auxquels Reuters s’est entretenu, neuf ont des liens étroits avec Tesla, et trois d’entre eux ont examiné de près et de près les nouvelles et anciennes technologies de batteries de Tesla au fur et à mesure qu’ils les démontaient. Tesla n’a pas répondu aux demandes de commentaires.
« IL VA RÉSOUDRE LE PROBLÈME
Des sources prédisent que Tesla aura du mal à mettre pleinement en œuvre le nouveau processus de fabrication à sec avant la fin de cette année, et peut-être même pas avant 2023.
Stan Whittingham, co-inventeur des batteries lithium-ion et lauréat du prix Nobel 2019, estime que le PDG de Tesla, Elon Musk, a été trop optimiste quant au délai de commercialisation de la nouvelle technique.
« Je pense que cela va le réparer, mais pas aussi vite qu’il le souhaite. Il faudra un certain temps pour le tester réellement », a-t-il déclaré. En août, Musk a déclaré aux actionnaires que Tesla produirait des volumes élevés de 4 680 batteries d’ici la fin de 2022.
Les experts disent que Tesla n’a pu réduire le coût de la batterie du modèle Y que de 2 000 $ à 3 000 $ jusqu’à présent, soit environ la moitié des économies que Tesla avait anticipées pour la batterie 4680, qu’elle a dévoilée il y a deux ans.
Mais ces économies sont principalement dues à la conception des nouvelles cellules 4680, qui sont plus grandes que celles de la batterie 2170 actuelle de Tesla, ont-ils déclaré. Mais au cœur de la campagne de réduction des coûts se trouve la technologie de revêtement à sec, que Musk a décrite comme révolutionnaire mais difficile à mettre en œuvre.
Selon des sources, il devrait fournir jusqu’à la moitié des 5 500 dollars d’économies que Tesla espère réaliser, tout en réduisant les coûts de fabrication et les dépenses d’investissement ponctuelles.
Tesla a acquis ce savoir-faire en 2019 lorsqu’il a payé plus de 200 millions de dollars pour Maxwell Technologies, une entreprise basée à San Diego qui fabrique des supercondensateurs, qui stockent l’énergie pour les appareils qui ont besoin de décharges rapides d’électricité, comme les flashs d’appareil photo.
Tirant parti de la technologie de Maxwell, Tesla a commencé à fabriquer 4 680 batteries sèches cette année, d’abord dans le cadre d’un projet pilote près de son usine de Fremont, en Californie, et plus récemment à son nouveau siège mondial à Austin, au Texas.
LE MEILLEUR DE SA CATÉGORIE
Cette technologie permet à Tesla de s’éloigner du processus de revêtement humide plus ancien, plus complexe et plus coûteux. Il est coûteux car il nécessite une quantité importante d’électricité, de machines, d’espace d’usine, de temps et une main-d’œuvre importante.
Pour recouvrir les électrodes par voie humide, les fabricants de batteries mélangent les matériaux avec des solvants de liaison toxiques. Une fois revêtues, les électrodes sont séchées dans d’immenses fours et les solvants toxiques qui s’évaporent au cours du processus sont collectés, traités et recyclés, ce qui augmente le coût.
Avec la nouvelle technologie, les électrodes sont recouvertes de différents liants en utilisant peu de liquides, elles n’ont donc pas besoin d’être séchées. Cela signifie qu’il est moins cher, plus rapide et aussi moins nocif pour l’environnement. Grâce à sa simplicité, ce procédé permet à Tesla de réduire d’un tiers les dépenses d’investissement et de réduire l’empreinte et la consommation d’énergie d’une usine à un dixième de ce qui serait nécessaire pour le procédé par voie humide. dit Tesla.
Mais l’entreprise a eu du mal à commercialiser le procédé, selon les sources. Maxwell a développé son propre procédé de revêtement à sec pour les supercondensateurs, mais le problème avec le revêtement des électrodes des batteries de véhicules électriques est qu’elles sont beaucoup plus grandes et plus épaisses, ce qui rend difficile l’obtention d’un revêtement de qualité constante à des vitesses de production de masse.
« Ils peuvent produire en petits volumes, mais quand ils ont commencé à produire en gros volumes, Tesla s’est retrouvé avec beaucoup de déchets, trop », a déclaré à Reuters l’une des sources liées à Tesla.
Les rendements de production étaient si faibles que toutes les économies de coûts attendues du nouveau procédé ont été perdues, a déclaré la source. Si vous réalisez toutes les efficacités potentielles de la couche sèche et des cellules plus grandes, le coût de fabrication de la batterie du modèle Y 4680 devrait tomber à 5 000 $ – 5 500 $, soit environ la moitié du coût du bloc 2170, selon les sources.
Cependant, la hausse du coût des matériaux et de l’énergie des batteries sape ces prévisions, et Tesla n’a pas encore été en mesure d’améliorer de manière significative la densité d’énergie de la nouvelle batterie ou la quantité d’énergie qu’elle consomme, comme promis par Musk.
Pourtant, malgré ces facteurs, les économies que Tesla devrait réaliser rendront la batterie 4680 « la meilleure de sa catégorie » dans un avenir prévisible, selon une source.
BULKING UP
Une grande partie des économies de 2 000 à 3 000 dollars réalisées jusqu’à présent avec la batterie 4680 proviennent d’autres améliorations, et l’utilisation de cellules plus grandes s’est avérée particulièrement efficace, selon les experts.
Les 4680 cellules ont un volume 5,5 fois plus important que les 2170 cellules. Les anciennes cellules cylindriques ont un diamètre de 21 mm et une hauteur de 70 mm, d’où le nom. 4680 cellules ont un diamètre de 46 mm et une hauteur de 80 mm.
Avec l’ancienne technologie, Tesla a besoin d’environ 4 400 cellules pour alimenter le modèle Y, et il y a 17 600 points de soudure – quatre par cellule – pour créer un package pouvant être intégré à la voiture, ont indiqué les sources.
La batterie 4680 ne nécessite que 830 cellules, et Tesla a modifié la conception afin qu’il n’y ait que deux points de soudure par cellule, réduisant la soudure à 1 660 points et permettant des économies importantes.
La conception plus simple signifie également qu’il y a moins de connecteurs et d’autres composants, ce qui a permis à Tesla d’économiser davantage sur les coûts de main-d’œuvre et le temps machine.
Une autre source d’efficacité était la coque extérieure beaucoup plus solide de la grande cellule. Tesla peut maintenant coller les cellules avec l’adhésif pour former un assemblage rigide en nid d’abeille qui est ensuite fixé directement à la structure interne du corps du modèle Y.
Cela élimine l’étape intermédiaire de regroupement des cellules en modules plus grands qui sont ensuite installés dans une batterie traditionnelle, ont indiqué les sources.
En adoptant cette conception « cellule à véhicule », Tesla peut réduire le poids d’un bloc-batterie traditionnel de 1 200 livres de 55 livres ou plus, ce qui représente des économies de 500 à 600 $ par bloc, selon l’une des sources.
Mais la maîtrise de la technique d’enduction sèche reste le Saint Graal. « L’augmentation du volume des cellules de la batterie a beaucoup aidé à améliorer l’efficacité, mais pousser à une réduction de 50% du coût global des cellules est une autre affaire », a déclaré une source. « Cela dépendra de la capacité de Tesla à mettre en œuvre avec succès le processus de peinture sèche dans une usine. »
Lisez toutes les dernières nouvelles de l’automobile et les dernières nouvelles ici