Une fois de plus, Tesla montre quelle est la stratégie la plus intelligente pour parvenir à la massification des voitures électriques. En Chine, Tesla utilisera deux chimies de batterie très différentes pour le modèle 3. L'une pour offrir le coût le plus bas/la plus grande disponibilité et l'autre pour offrir la meilleure autonomie.
Dans cet article, nous verrons pourquoi la nouvelle stratégie de batterie de Tesla sera probablement adoptée par d'autres constructeurs automobiles.
Avertissement
C'est le genre d'article que j'aime écrire, ça va être long…
Commençons par différencier les chimies de batterie les plus populaires aujourd'hui, pour comprendre le choix de Tesla.
Anodes
Les anodes LTO sont généralement combinées avec des cathodes NCM. Ils sont mieux adaptés aux ESS (Energy Storage Systems), car ils contribuent à rendre les batteries volumineuses, lourdes et coûteuses. Cependant, ils sont extrêmement sûrs et durables.
Oxyde de Titanate de Lithium ( LTO )
Cathodes
Pour les voitures électriques, l'accent a été mis sur l'amélioration des cathodes. Ils sont généralement associés à des anodes en graphite, mais plus récemment, un mélange de graphite et de silicium a été utilisé pour obtenir une densité d'énergie plus élevée. Cependant, l'utilisation du silicium se fait au prix d'une réduction de la durée de vie, en raison du gonflement de l'anode.
Ferrophosphate de lithium ( LFP )
Phosphate ferro-manganèse de lithium ( LFMP )
Lithium Nickel Cobalt Manganèse (NCM 333 ou 111)
Lithium Nickel Cobalt Manganèse (NCM 523)
Lithium Nickel Cobalt Manganèse (NCM 622)
Lithium Nickel Cobalt Manganèse (NCM 712)
Lithium Nickel Cobalt Manganèse (NCM 811)
Lithium Nickel Cobalt Aluminium ( NCA )
Maintenant que vous connaissez les principaux avantages et inconvénients des chimies de batterie les plus populaires, il est facile de deviner celles que Tesla a choisies à des fins différentes…
Gamme standard Tesla modèle 3
Pour la gamme standard Model 3 en Chine, Tesla utilisera LFP ou LFMP cellules de batterie de CATL. Non seulement ces cellules de batterie ne nécessitent pas de cobalt - ce qui signifie un coût moindre et une plus grande disponibilité -, mais elles ne nécessitent pas non plus un TMS (système de gestion thermique) très complexe, car elles sont très sûres.
Voyons maintenant à quoi nous attendre…
Avec les cellules de batterie LFP, Tesla peut mettre dans le modèle 3 une batterie de 50 kWh pour 4.000 euros qui gère 4.000 cycles complets de charge/décharge avant d'atteindre l'EoL (End of Life). L'EoL est atteint lorsque la batterie ne conserve que 80 % de sa capacité initiale. Cela signifie que si à l'état neuf la Tesla Model 3 Standard Range avait une autonomie moyenne de 300 km, après 4.000 cycles et 1.080.000 km [(300 + 240) / 2 x 4.000] l'autonomie serait encore de 240 km.
Hypothétique Batterie Tesla modèle 3 LFP
Tesla Model 3 longue portée
Pour le modèle 3 longue portée en Chine, Tesla utilisera une chimie à haute teneur en nickel (NCM 712, NCM 811 ou NCA), probablement de LG Chem. Ces cellules de batterie offrent la meilleure densité d'énergie, ce qui permet une autonomie plus élevée. Cependant, ils nécessitent encore du cobalt, ce qui les rend plus chers et moins disponibles.
Voyons maintenant à quoi nous attendre…
Cellules de batterie NCM 811
Exemples :
Avec les cellules de batterie NCM 811, Tesla peut mettre dans le modèle 3 une batterie de 75 kWh pour 7.500 euros qui gère 1.000 cycles complets de charge/décharge avant d'atteindre l'EoL (End of Life). L'EoL est atteint lorsque la batterie ne conserve que 80 % de sa capacité initiale. Cela signifie que si à l'état neuf la Tesla Model 3 Long Range avait une autonomie moyenne de 450 km, après 1.000 cycles et 405.000 km [(450 + 360) / 2 x 1.000] l'autonomie serait encore de 360 km.
Hypothétique Batterie Tesla Modèle 3 NCM 811
Comme vous pouvez le constater, l'utilisation de deux chimies de batterie différentes permet à Tesla d'offrir à ses clients le choix entre la meilleure autonomie et le meilleur coût. De plus, l'utilisation de différents fournisseurs et matières premières rend Tesla moins susceptible d'avoir des problèmes de capacité de production de batteries. Cette stratégie devrait être adoptée par chaque constructeur automobile. Être lié à des fournisseurs et/ou à des matières premières limités n'est pas très judicieux.
Nissan
Actuellement, la Nissan LEAF est disponible à la commande avec deux batteries différentes, mais les deux utilisent exactement les mêmes cellules Envision AESC. La batterie de 40 kWh est composée de 192 (96s2p) cellules de batterie NCM 523, tandis que la batterie de 62 kWh est composée de 288 cellules (96s3p). Plus tard cette année, Nissan devrait passer aux cellules de batterie NCM 811.
Volkswagen
La Volkswagen ID.3 sera proposée avec trois capacités de batterie différentes, la version milieu de gamme utilisera des cellules de batterie NCM 622, tandis que la version longue portée utilisera le type NCM 811. Il est possible que la version de la gamme standard utilise des cellules LFP, mais jusqu'à présent, ce n'est qu'une possibilité non confirmée… Ce serait formidable d'avoir au moins une option de batterie construite avec des cellules sans cobalt, qui sont fabriquées avec des matières premières abondantes - ce qui rend bon marché et hautement disponibles pour augmenter la production.
La version d'entrée de gamme de l'ID.3 devrait arriver l'année prochaine et coûtera moins de 30.000 euros. Avec une batterie de 48 kWh (45 kWh utilisables), il obtient une autonomie WLTP de 330 km. Si Volkswagen y met une batterie LFP de CATL, ce sera très rentable et je m'attends à ce que la capacité de production soit très élevée (pourrait dépasser la Tesla Model 3).
Feuille de route des coûts de la batterie par Volkswagen
Néanmoins, déjà cette année, même avec encore besoin de cobalt dans leurs cellules de batterie, Volkswagen s'attend à atteindre un coût du kWh inférieur à 100 euros (au niveau du pack), ce qui est très bon et probablement juste derrière Tesla.
En résumé, jusqu'à ce que nous ayons la batterie ultime (haute densité d'énergie fabriquée avec des matières premières abondantes), chaque voiture électrique devrait être proposée avec deux batteries différentes. L'un fabriqué avec des matières premières abondantes et bon marché pour offrir le meilleur coût et la meilleure disponibilité, et un autre pack de batteries plus dense en énergie pour offrir la meilleure autonomie avec un coût plus élevé et une production limitée.
Par exemple, avec cette stratégie ma citadine électrique préférée, la Renault ZOE pourrait être disponible avec une batterie LFP de 40 kWh et une batterie NCM 811 de 60 kWh. Avec une batterie LFP de 40 kWh, la ZOE coûterait non seulement moins cher à produire à Renault que son homologue à gaz (la Clio), mais elle pourrait aussi atteindre les mêmes niveaux de production puisque les matières premières sont abondantes.
Batterie hypothétique Renault ZOE LFP
Grâce à son excellente durée de vie, cette option de batterie serait parfaite pour une utilisation avec la technologie Vehicle-to-Grid (V2G). En fait, c'est peut-être la seule chimie de batterie qui rend enfin V2G rationnel à mettre en œuvre.
Hypothétique Batterie Renault ZOE NCM 811
La batterie la plus dense en énergie doit être considérée comme une option premium et vendue avec une marge bénéficiaire plus élevée.
J'ai hâte de voir quel constructeur automobile sera le premier à proposer ses voitures électriques avec une option de batterie sans cobalt en Europe ou en Amérique du Nord. Ma conjecture est celle qui a déjà des liens avec CATL, donc probablement Tesla, Volkswagen ou PSA. Qu'en pensez-vous ?
