Expert EV Sandy Munro: Batteries à semi-conducteurs "Kiss of Death" pour les voitures à essence

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"Teardown Titan" Sandy Munro est devenu viral pour avoir critiqué certains aspects des premiers Teslas qu'il a démolis, certaines de ces critiques aidant potentiellement à inspirer les gigacastings utilisés aujourd'hui. Plus récemment, il n'a pas caché son admiration pour la technologie de batterie et d'onduleur de Tesla, en particulier par rapport à la myriade d'autres véhicules électriques que sa société a démolis pour analyse. Sandy a récemment partagé ses réflexions sur l'état des industries des véhicules électriques et de la technologie des batteries avec les participants au Congrès mondial SAE 2023, et notre nerd en chef du bureau de Detroit était là pour prendre des notes.

Munro & Associates a analysé tous les packs de batteries lithium-ion sur le marché aujourd'hui et déclare le 4680 meilleur de la race actuelle. Sur la base des brevets que Tesla a achetés à la startup canadienne Springpower (pour 3 $ !), leur chimie reste NMC avec une anode en graphite, mais un nouveau procédé de fabrication d'électrodes sèches a permis de réduire l'empreinte de fabrication à un tiers.

Par rapport aux 2170 cellules qu'il remplace, il contient six fois plus de puissance, cinq fois plus d'énergie et augmente l'autonomie de 16 %.

L'électrolyte de la batterie Tesla 4680 n'est pas considéré comme à l'état solide, mais cela peut vous surprendre (comme nous l'avons fait) que les batteries à semi-conducteurs soient dans les véhicules de production depuis un certain temps. Ne vous excitez pas. Blue Solutions de Québec Hydro et Bolloré ont combiné leurs 1 700 brevets de batteries lithium-métal-polymère pour former une société appelée LMP afin de commercialiser des batteries entièrement à l'état solide. L'attelage est que leur conception actuelle fonctionne à 176 degrés F, donc ils ne sont actuellement utilisés que dans des équipements lourds comme les bus.

Solid Energy Solutions travaille sur une batterie au lithium métal avec une cathode similaire aux batteries d'aujourd'hui, mais une anode contenant du lithium métal sec fixé au cuivre ou, pour un poids léger ultime, une maille en titane qui produit une densité d'énergie gravimétrique supérieure. Sakuu a également fait la démonstration d'un processus de production d'impression 3D pour les batteries au lithium métal à l'état solide. Et QuantumScape réclame jusqu'à 400 Wh/kg avec sa conception à semi-conducteurs.

Ford, Mercedes, Toyota et VW misent tous gros sur ces batteries à semi-conducteurs à température ambiante. Ils sont difficiles à mettre à l'échelle pour la production (Sandy compare cela à "essayer de coller des chips avec du ruban adhésif bidirectionnel"), mais ils se chargent plus rapidement, ne sont pas inflammables, ont une densité d'énergie 2 à 8 fois supérieure et ne nécessitent généralement aucun matériau toxique.

Tout cela a conduit Munro à déclarer : "Lorsque ces batteries seront en production, il n'y aura aucune comparaison entre la technologie actuelle ou quoi que ce soit à base de pétrole - [l'état solide] est le baiser de la mort pour l'essence et le diesel."

Le sodium est beaucoup plus abondant que le lithium, de sorte que les batteries sodium-ion sont certainement attrayantes du point de vue de la ligne d'approvisionnement. Le groupe chinois JAC aurait mis sur le marché un tel pack dans son compact Sehol E10X, utilisant des batteries fournies par HiNa Battery Technologies, une startup datant de 2017 seulement, et le géant chinois des batteries Contemporary Amperex Technology Co. (CATL) a annoncé qu'il travaillait avec Chery pour développer une batterie au sodium pour les sous-compactes à faible coût.

Cela illustre un autre point que Munro a souligné tout au long : les Chinois sont exceptionnellement motivés, raccourcissent les délais de développement, les processus d'approbation, etc. "Ils veulent tous travailler. Ils veulent tous être entrepreneurs et ils veulent tous être millionnaires - quelque chose que nous avions ici aux États-Unis."

CATL a annoncé une batterie révolutionnaire « semi-solide » à matière condensée avec une densité d'énergie de 500 Wh/kg qui convient aux avions électriques de transport de passagers (à comparer avec les 186 Wh/kg du pack Tesla Model S Plaid, leader de sa catégorie).

Amprius aurait validé une batterie d'anode en silicium de 504 Wh/kg pour le projet Airbus Zephyr. Son astuce consiste à lier des nanofils de lithium à une base de silicium sans colle - ils les intègrent simplement de force. De toute évidence, ces batteries sont au prix d'un avion à une altitude de 70 000 pieds, mais peut-être qu'avec le temps et l'expérience de la production, la technologie trouvera son chemin vers la terre.

"Je pense que BYD détiendra probablement environ 30 % de la part de marché [de la production de batteries] en Amérique du Nord, [à cause de] leur dévouement à essayer de trouver comment fabriquer les meilleures batteries de la planète et leur relation avec CATL, de loin le leader de la technologie des batteries. » Munro a étayé cette affirmation par un graphique indiquant la croissance prévue de la capacité de production entre 2020 et 2030. Il a montré que le leader de l'industrie CATL augmentait sa capacité de 319 %, LG Energy de 340 % et BYD de 524 % (finissant à environ 60 GWh derrière LG pour rester à la troisième place).