Tesla engage un spécialiste des batteries à l'état semi-solide pour produire en masse des cellules 4680 moins chères
Lors de la Journée de la batterie 2020, Tesla a annoncé une cellule 4680 plus grande qui devait être utilisée dans les blocs d'alimentation des véhicules électriques et qui coûterait la moitié du prix de ses batteries 2170 actuelles. La batterie 4680 structurelle que Tesla a commencé à installer dans la Model Y assemblé chez Giga Texas, ne coûterait toutefois que 3 600 dollars de moins que l'équivalent en cellules 2170. Ces économies sont relativement modestes par rapport aux grandes promesses de la 4680, car elles proviennent uniquement des avantages physiques de la batterie de type 4680, et non d'une quelconque percée chimique révolutionnaire.
Les cellules 4680, qui sont beaucoup plus grandes que les cellules 2170, peuvent servir de support structurel et sont installées comme partie intégrante de la carrosserie du véhicule dans un arrangement direct entre les cellules et le pack. Cela augmente considérablement l'utilisation du volume et nécessite beaucoup moins de points de soudure pour les 830 (au lieu de 4 400) cellules, ce qui permet d'obtenir une batterie beaucoup plus légère. L'inconvénient est que le pack structurel de 4680 cellules de la Model Y est désormais scellé dans le châssis et qu'il est pratiquement impossible de réparer les cellules individuelles.
Tesla doit maintenant maîtriser la partie la plus difficile des économies promises pour la batterie 4680 - produire les électrodes avec une méthode de revêtement à sec - s'il veut atteindre la dépense convoitée d'environ 5 000 dollars par pack de la Model Y. Selon les analystes du secteur, cela permettrait à Tesla de réduire encore le prix de la Model Y de 5 280 dollars.
Le revêtement humide standard appliqué à la cathode 4680 est un processus long et salissant qui nécessite beaucoup d'énergie et l'application de produits chimiques toxiques. La méthode de revêtement à sec, en revanche, est plus sûre, moins coûteuse et peut être réalisée dans une installation beaucoup plus petite.
En 2019, Tesla a acquis la startup Maxwell Technologies, spécialisée dans les procédés à sec, ce qui a donné lieu à une présentation flamboyante sur le potentiel des cellules 4680 lors de la Journée de la batterie 4680. Elle n'a toutefois pas réussi à reproduire la méthode à l'échelle de la production de masse et Tesla recrute désormais des spécialistes à l'extérieur pour l'aider à maîtriser le processus.
Tesla aurait débauché Matt Tyler, vice-président de la fabrication avancée chez 24M, qui a travaillé au développement d'une batterie semi-solide au cours des six dernières années. L'une des percées de 24M est l'invention d'une "cathode SemiSolid ultra-épaisse composée d'un matériau actif de cathode de sodium avancé sans cobalt et sans nickel".
Cela correspond à peu près au processus de revêtement à sec des cathodes que le plus grand fabricant de VE au monde cherche à produire à grande échelle. Tesla ne laisse guère de doute sur la raison pour laquelle elle a embauché M. Tyler, qui occupe désormais le poste sans équivoque de "directeur du développement des électrodes sèches" dans ses 4680 installations pionnières de l'usine de Fremont.
Tesla espérait réaliser une percée dans la production d'électrodes sèches d'ici la fin 2022, mais cela ne s'est pas concrétisé, et l'entreprise semble donc déterminée à lancer le processus cette année. Après tout, l'augmentation de la production de cellules 4680 aussi bon marché que possible sera essentielle pour conserver ses marges bénéficiaires enviables au milieu d'une guerre des prix des VE qu'elle a elle-même provoquée.
Tesla a récemment annoncé une énorme 100 GWh extension de la capacité de la batterie 4680 de la Gigafactory du Nevada qui pourrait lui rapporter 3,5 milliards de dollars de crédits d'impôt fédéraux par an. Si elle résout l'énigme de la production massive de cathodes sèches d'ici là, et avec les subventions gouvernementales en place, Tesla a toutes les chances de devenir le fabricant des batteries les moins chères, tout comme elle est aujourd'hui le fabricant de VE le plus rentable.
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