13 avril 2021

Tesla pourrait bientôt avoir une batterie pouvant durer un million de kilomètres

En avril dernier, Elon Musk a promis que Tesla serait bientôt en mesure d’alimenter ses voitures électriques sur plus d’un million de kilomètres au cours de leur durée de vie. À l’époque, la réclamation semblait un peu lourde. C’est plus du double du kilométrage que les propriétaires de Tesla peuvent espérer utiliser avec les batteries actuelles de leur voiture, qui sont déjà bien au-delà de la plage de fonctionnement de la plupart des autres batteries EV. Cela ne semblait tout simplement pas réel – sauf que maintenant, il semble que ce soit le cas.

Plus tôt ce mois-ci, un groupe de chercheurs sur les batteries de l’Université Dalhousie, qui a un accord exclusif avec Tesla, a publié un article dans le Journal of the Electrochemical Society décrivant une batterie au lithium-ion qui «devrait pouvoir alimenter un véhicule électrique pendant plus d’un an. millions de kilomètres »tout en perdant moins de 10% de sa capacité énergétique au cours de sa vie.

Dirigé par le physicien Jeff Dahn, l’un des plus grands chercheurs au monde sur le lithium-ion, le groupe de Dalhousie a montré que sa batterie surpasse considérablement toute batterie lithium-ion similaire rapportée précédemment. Ils ont noté que leur batterie pourrait être particulièrement utile pour les robots-taxis autonomes et les camions électriques long-courriers, deux produits que Tesla développe.

Ce qui est intéressant, cependant, c’est que les auteurs n’annoncent pas les résultats comme une percée. Au contraire, ils le présentent comme une référence pour d’autres chercheurs sur les batteries. Et ils ne lésinent pas sur les détails.

«Tous les détails de ces cellules, y compris les compositions d’électrode, les charges d’électrode, les compositions d’électrolyte, les additifs utilisés, etc. ont été fournis», ont écrit Dahn et ses collègues dans l’article. “Cela a été fait pour que d’autres puissent recréer ces cellules et les utiliser comme références pour leurs propres efforts de R + D.”

Dans l’industrie des véhicules électriques, la chimie des batteries est un secret bien gardé. Alors pourquoi le groupe de recherche de Dahn, qui a signé son partenariat exclusif avec Tesla en 2016, donnerait-il la recette d’une batterie en apparence si singulière? Selon un ancien membre de l’équipe de Dahn, la réponse probable est que Tesla a déjà au moins une chimie de batterie propriétaire qui surpasse ce qui est décrit dans le document de référence. En effet, peu de temps après la publication de l’article, Tesla a reçu un brevet pour une batterie lithium-ion qui est remarquablement similaire à celle décrite dans l’article. Dahn, qui a refusé de commenter cet article, est répertorié comme l’un de ses inventeurs.

Les batteries lithium-ion décrites dans l’article utilisent de l’oxyde de lithium-nickel-manganèse-cobalt, ou NMC, pour l’électrode positive (cathode) de la batterie et du graphite artificiel pour son électrode négative (anode). L’électrolyte, qui transporte les ions lithium entre les bornes de l’électrode, se compose d’un sel de lithium mélangé à d’autres composés.

Les chimies NMC / graphite sont connues depuis longtemps pour augmenter la densité d’énergie et la durée de vie des batteries lithium-ion. (Presque toutes les voitures électriques, y compris la Nissan Leaf et la Chevy Bolt, utilisent des chimies NMC dans leurs batteries, mais surtout pas Tesla.) Le mélange d’électrolyte et d’additifs est ce qui finit par faire l’objet de secrets commerciaux. Mais même ces matériaux, tels que décrits dans l’article, étaient bien connus dans l’industrie. En d’autres termes, dit Matt Lacey, expert en batteries lithium-ion au sein du groupe Scania qui n’a pas participé à la recherche, «il n’y a rien dans la sauce secrète qui était secret!»

Au lieu de cela, l’équipe de Dahn a réalisé ses énormes améliorations de performances grâce à de nombreuses optimisations de ces ingrédients familiers et en modifiant la nanostructure de la cathode de la batterie. Au lieu d’utiliser de nombreux cristaux NMC plus petits comme cathode, cette batterie repose sur des cristaux plus gros. Lin Ma, un ancien doctorant du laboratoire de Dahn qui a joué un rôle déterminant dans le développement de la conception de la cathode, affirme que cette nanostructure «monocristalline» est moins susceptible de développer des fissures lorsqu’une batterie est en charge. Des fissures dans le matériau de la cathode entraînent une diminution de la durée de vie et des performances de la batterie.

Tesla pourrait bientôt avoir une batterie pouvant durer un million de kilomètres
4.9 (98%) 32 votes