Tesla présente de nouvelles batteries innovantes pour les véhicules électriques

Elon Musk et son équipe ont tenu leur conférence annuelle à l'occasion du « Tesla Battery Day » : au programme une Model S haut de gamme, des avancés signifiantes dans les batteries et quelques mots sur une future Tesla à 25 000 euros.

|Écrit de Louis Viratelle
Publié le 27 septembre 2020. 

 

|Écrit de Louis Viratelle
Publié le 27 septembre 2020. 

Le 22 septembre 2020, Tesla organisa sa conférence annuelle dédiée aux présentations des derniers projets d’amélioration des technologies de batterie. Le cadre prévu pour assister à l’exposé d’Elon Musk fut assez original, les invités étant installés dans des dizaines de Tesla, toutes positionnés face à l’estrade sur laquelle se déroula la conférence.

Le programme s’est articulé en trois axes : la Tesla Model S se décline en une nouvelle version nommée Plaid, une Tesla beaucoup plus abordable à partir de 25 000 dollars est en travaux et devrait être concrétisée d’ici trois ans, et enfin, l’entreprise développe des cellules de batterie toujours plus avancées, promettant du positif pour l’avenir de l’électrique.

La nouvelle Model S devrait être la berline la plus rapide au monde, avec un 0 à 100 km/h en 2,1 secondes grâce à une transmission intégrale de plus de 1100 chevaux. 

Sa vitesse de pointe serait de 320 km/h et dernier chiffre superlatif pour une électrique, son autonomie atteindrait les 840 km (à relativiser tout de même tant cette donnée est sujette à d’importantes fluctuations dépendantes des conditions d’utilisation du véhicule). Le prix d’appel est de 139 990 euros en France, pour une livraison des premiers modèles dès 2021.

Pour la première fois dans l’histoire de l’entreprise Américaine de référence dans les voitures électriques, il fut question d’un modèle relativement plus abordable : Tesla plancherait sur la production d’une nouvelle voiture dès 2023 avec un prix environnant les 25 000 euros. Un secteur tarifaire déjà bien occupé par Renault et sa Zoé plutôt convaincante, ou encore par les modèles de Nissan et de Volkswagen. Beaucoup de marques automobiles font leur entrée dans l’électrique en visant ce marché, une stratégie bien différente de celle de l’Américain Tesla. Compte-tenu de son placement tarifaire et de la compacité du modèle, son autonomie ne dépasserait pas les 320 km.

Pour arriver à de tels tarifs, Elon Musk vise l’augmentation de la production de masse des batteries, les questions de production à la chaine restant depuis toujours le défi le plus complexe à relever pour le milliardaire. 

Les « Gigafactories » de l’entreprise devraient permettre une réduction de l’ordre de plus de 50% du coût de stockage du kilowattheure tout en ayant des autonomies toujours plus importantes. Nous pouvons estimer que ce modèle sera démuni de technologies de pointe comme l’autopilote bien qu’il soit peu imaginable que Tesla abandonne l’ADN de son design minimaliste et dénué au maximum de toutes fioritures physiques accessoires. Un argument certain face à une concurrence souvent moins pertinente vis-à-vis de ces habitacles particulièrement modernes et esthétiques.

Mais au-delà de ces deux actualités prouvant une fois de plus la compétitivité de Tesla et l’avenir de son modèle en voulant à la fois des voitures très évoluées technologiquement mais également en planchant sur un catalogue beaucoup plus accessible, la batterie fut à l’honneur durant cette prise de parole de la marque.

Une grande partie de la conférence fut dédiée à un nouveau type de batterie nommée 4680. La densité de ces batteries est cinq fois plus importante que pour les équivalents actuels des Model 3 et Y.

Cette caractéristique permettrait une autonomie 16% plus importante, pour une capacité à fournir des puissances encore plus hautes.
La cathode de la batterie utilise de plus en plus le nickel plutôt que le cobalt, un matériau fortement sollicité dont l’extraction exponentielle a de forts impacts environnementaux. Cependant, cette transition est un réel défi car le nickel a une durée de vie plus faible et une densité énergétique moins bonne que pour son équivalent cobalt.

L’anode utilise du silicium en petite quantité (qui a des propriétés de stockage des atomes de Lithium 10 fois plus importante et une abondance sur terre bien plus grande) mais évite son utilisation en grande quantité car son usure est importante, et les batteries seraient beaucoup plus instables, donc dangereuses. Toutefois la venue du silicium dans la formule permettrait une autonomie 20% plus importante.

Outre ce point, Tesla retire des languettes présentes dans les batteries entre l’anode et la cathode permettant le bon équilibre lors des réactions chimiques. Ce retrait permet d’avoir une meilleure transition des électrons négatifs, donc une batterie plus puissante, tout en permettant à la partie électrode d’être plus grande, donc d’augmenter la capacité de la batterie sans augmenter sa taille. La production des batteries sans ces languettes est simplifiée, permettant d’augmenter sa cadence.

Ce retrait est une idée envisagée depuis déjà quelques temps, mais c’est une véritable prouesse de pouvoir assurer le fonctionnement fiable du composant chimique sur le long terme. Un défi technique apparemment relevé par Tesla…

Outre l’aspect purement chimique, l’intégration de ces nouvelles batteries serait encore plus en symbiose avec le corps de la voiture.
Les batteries feraient partie intégrante de la conception de la voiture permettant de réduire de 10 % son poids total.
Pour arriver à ce résultat, les batteries sont réparties de manière plus homogène dans le véhicule, ce qui rend la tâche de remplacement de ces dernières beaucoup plus compliquée car il ne s’agirait plus d’extraire du véhicule un unique bloc regroupant tous les composants chimiques stockant l’énergie.

Le plan de Tesla consiste à varier les différentes batteries utilisées en fonction des modèles de voiture. S’il s’agit de voiture à forte autonomie ou nécessitant beaucoup de puissance électrique, les composés des batteries seraient très différents que pour un modèle d’entrée de gamme avec une plus faible autonomie et des performances moins grandes. 

Cette stratégie visant la diversité permettrait d’éviter de trop saturer l’extraction de certaines matières et de mieux gérer ces matériaux souvent compliqués à obtenir.
Ainsi, les batteries 4680 développées par l’entreprise seraient alors réservées aux modèles les plus haut de gamme tels que le Semi ou le Roadster, nécessitant des alimentations électriques de pointe.

Globalement Tesla recherche de plus en plus son indépendance de l’extraction à l’assemblage des batteries, entre autres pour mieux maîtriser le facteur environnemental. C’est également l’occasion pour l’entreprise de développer de nouvelles techniques d’extraction, par exemple à partir du sable pour le Lithium, bien que d’énormes efforts soient à réaliser pour rendre ce moyen viable économiquement.

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