De nos jours, les bonnes voitures électriques ont déjà une autonomie suffisante pour la plupart des gens, mais elles sont toujours beaucoup plus chères que leurs homologues ICE (Internal Combustion Engine). C'est pourquoi le LFP (LiFePO4) et le CTP (cell-to-pack) sont des technologies extrêmement importantes pour généraliser les voitures électriques. Les constructeurs automobiles qui ne prévoient pas d'utiliser ces deux technologies dès que possible ne sont pas sérieux au sujet de la production de masse de voitures électriques. Par exemple, Stellantis prévoit de commencer à utiliser des packs CTP avec des cellules LFP uniquement d'ici 2024…
LFP est une chimie de batterie sans cobalt qui, combinée à de simples batteries CTP, peut enfin permettre aux voitures électriques de rivaliser avec les voitures ICE en termes de prix et de disponibilité.
Alors qu'au niveau de la cellule, la densité d'énergie n'est pas excellente, au niveau de la batterie, le LFP peut rivaliser avec d'autres chimies. Étant donné que le LFP est une chimie de batterie très sûre et que les cellules ne brûlent ni n'explosent même si elles sont perforées, les batteries ne nécessitent pas beaucoup d'équipement de protection. Par conséquent, les batteries LFP sont extrêmement simples à assembler et peuvent adopter une configuration CTP sans module.
Quant aux cellules NCA et NCM courantes, elles sont plus denses en énergie, mais ne sont pas très sûres. Les batteries fabriquées avec ces cellules nécessitent des modules et des plaques métalliques pour agir comme pare-feu dans le cas où une cellule brûle ou explose.
En résumé, avec des batteries LFP super sûres, les rapports VCTP (cellule volumétrique à pack) et GCTP (cellule gravimétrique à pack) sont beaucoup plus élevés. Voyons quelques chiffres moyens.
Batteries LFP
Batteries NCM/NCA
Le ratio VCTP nous indique quelle part du volume de la batterie correspond au matériau actif - qui stocke réellement l'énergie (cellules). Le reste du volume est issu du matériel passif utilisé pour assembler et protéger les cellules (boitier, modules, câbles, capteurs, BMS, TMS, etc).
Le ratio GCTP nous indique quelle part du poids de la batterie correspond au matériau actif - qui stocke réellement l'énergie (cellules). Le reste du poids provient du matériau passif utilisé pour assembler et protéger les cellules (boîtier, modules, câbles, capteurs, BMS, TMS, etc.).
Comme vous pouvez le voir, non seulement les cellules NCA et NCM sont elles-mêmes plus chères que les LFP, mais leurs batteries sont également beaucoup plus complexes et nécessitent du matériel coûteux pour les rendre quelque peu sûres. Seulement environ 45 % du volume est utilisé par le matériau actif (cellules), ce qui signifie que le matériau passif nécessaire pour assembler et protéger les cellules occupe la majeure partie de l'espace.
Ci-dessous, vous pouvez voir la simplicité que BYD a obtenue en 2020 en supprimant des modules avec l'introduction de sa batterie Blade qui suit une configuration CTP.
Évolution de la batterie BYD
Passons à autre chose, voyons quel type de densités d'énergie les principaux fabricants de cellules de batterie s'attendent à atteindre bientôt avec les cellules de batterie LFP.
SVOLT
SVOLT prévoit d'augmenter la densité d'énergie des cellules LFP en ajoutant plus de silicium aux anodes en graphite.
Guoxuan
Guoxuan prévoit d'augmenter la densité d'énergie des cellules LFP en remplaçant le graphite par du silicium dans les anodes.
CATL
D'ici 2023, CATL prévoit d'introduire la chimie de batterie LxFP, qui est probablement la version haute tension du LFP (LMFP/LFMP) sur laquelle j'écris depuis quelques années.
Feuille de route de la batterie CATL
À présent, vous savez probablement que la batterie BYD Blade est ma conception de batterie préférée. Je grince des dents à chaque fois que je regarde une vidéo de Sandy Munro démontant une batterie d'anciens constructeurs automobiles. Il y a tellement de déchets qui pourraient être évités avec une simple batterie CTP fabriquée avec des cellules LFP. Imaginez à quel point les lignes de production qui assemblent les batteries CTP peuvent être simples et rapides.
Lors de sa première sortie en 2020, la batterie BYD Blade a atteint une densité d'énergie de 166 Wh/kg au niveau de la cellule et de 140 Wh/kg au niveau du pack. Cependant, la chimie LFP s'est améliorée depuis lors et je me demande quelle sera la densité énergétique de la deuxième génération. Si BYD atteint 200 Wh/kg au niveau de la cellule, la batterie Blade peut atteindre 170-180 Wh/kg.
Je serai déçu si d'ici l'année prochaine BYD n'utilise pas le silicium comme anodes pour une charge plus rapide et atteint au moins 170 Wh/kg au niveau du pack.
L'arrivée imminente de BYD e-platform 3.0 est une bonne occasion d'introduire la deuxième génération de batterie Blade. Je suis curieux de connaître la densité énergétique de la batterie utilisée dans le prochain BYD Dolphin.
BYD e-Plateforme 3.0
