Le premier fabricant mondial de batteries pour véhicules électriques, la société chinoise Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL), a affirmé la semaine dernière avoir développé une batterie capable d’alimenter une voiture sur une distance de 400 km après seulement dix minutes de charge. Mais l’un des scientifiques les plus respectés au monde en technologie des batteries, le Dr Richard Yazami – inventeur de l’anode en graphite – est sceptique quant à cette affirmation.
CATL réclamations sa batterie, appelée Shenxing, est la première batterie au lithium fer phosphate (LFP) à charge ultra-rapide au monde et, à pleine charge, elle permet une autonomie de 700 km (435 miles).
À titre de comparaison, l’autonomie moyenne des véhicules électriques aux États-Unis en mars dernier a été calculée par Bloomberg à environ 470 km (291 miles).
De nombreuses informations critiques manquent dans les réclamations CATL
Et selon le ministère américain des Transports, les chargeurs typiques de niveau 2 à domicile, sur le lieu de travail et dans le public peuvent faire passer une batterie vide à pleine en quatre à dix heures. Les chargeurs rapides à courant continu installés dans des endroits tels que les corridors autoroutiers peuvent atteindre 80 % de charge dans des délais compris entre 20 minutes et une heure.
Les batteries présentant les spécifications revendiquées par CATL sont importantes, car les acheteurs craignent que les voitures électriques ne soient moins pratiques que les voitures énergivores.
Des études, comme celle publiée la semaine dernière par l’agence de renseignement sur les consommateurs JD Power, citer un manque d’infrastructures de recharge et de prix comme facteurs influençant les décisions d’achat.
CATL le sait et dans son annonce sur Shenxing, il a déclaré : « Actuellement, l’anxiété liée à la recharge rapide est devenue le principal facteur qui empêche les consommateurs de passer aux véhicules électriques. »
Pour mieux comprendre la signification de l’affirmation de CATL, il est utile de revoir le fonctionnement de ces batteries.
Dans leur forme la plus simple, ils consistent à déplacer les ions lithium d’une cathode à une anode à travers un électrolyte, créant ainsi une différence de potentiel entre les deux électrodes. Lorsque l’énergie stockée est utilisée, les ions retournent à la cathode. Et répétez.
Il est également important de se rappeler que les batteries sont capricieuses : à mesure qu’elles approchent de leur pleine charge, leur progression vers leur plein potentiel de stockage ralentit.
Shenxing aurait atteint un état de charge (SoC) de 80 % au bout de dix minutes, moment auquel il stocke suffisamment d’énergie pour propulser une voiture non spécifiée sur 400 km à une vitesse inconnue. Cette performance n’est pas toujours possible, car à des températures plus basses, la charge peut prendre plus de temps.
CATL n’a pas précisé combien de temps il fallait pour charger le reste de la batterie.
Shenxing est une batterie LFP, qui a une tolérance de surcharge plus large que les batteries au lithium EV de l’ancienne école. Ils peuvent également fonctionner à des températures plus élevées, ce qui est idéal si vous souhaitez charger rapidement, car ce processus génère plus de chaleur.
CATL a affirmé que Shenxing utilise « l’innovation dans les matériaux, l’électrochimie et la structure des systèmes », ce qui résume à peu près la discipline de l’ingénierie des batteries.
Plus précisément, le fabricant de batteries a déclaré avoir accéléré l’extraction des ions lithium en tirant parti de “la technologie de cathode de réseau super électronique et du matériau de cathode LFP entièrement nano-cristallisé”.
Il prétend également avoir modifié les propriétés de la surface du graphite dans la batterie pour augmenter le nombre de canaux dans lesquels les ions peuvent circuler et réduire la distance dont ils ont besoin pour parcourir – créant ce qu’il a appelé une « voie express pour la conduction du courant ».
La formule de l’électrolyte, le fluide traversé par les ions, a également une viscosité réduite qui améliore apparemment sa conductivité. Le film formé à la surface de l’anode lors de la première charge et décharge de la batterie aurait également été amélioré, afin d’être moins en contradiction avec le mouvement des ions.
Un revêtement amélioré sur l’électrolyte et le séparateur aiderait à contrôler la température à l’intérieur des cellules, atténuant ainsi les problèmes typiques provoqués par un ravitaillement rapide et permettant au système de fonctionner en dehors de ce qui serait normalement des limites de sécurité.
Le marché des batteries est extrêmement compétitif, CATL n’est donc pas évasif en n’offrant que des informations générales sur sa technologie.
Mais une omission notable concerne la densité énergétique – la mesure de la puissance stockée par rapport au poids – autre que le mot « élevé ».
La densité énergétique est importante car personne ne veut de batteries lourdes, c’est pourquoi beaucoup étaient enthousiasmés lorsque, en avril 2022, CATL annoncé une batterie d’avion de 500Wh/kg. Cette densité suggérait que les avions électriques pouvaient voler.
La plupart des batteries de véhicules électriques ont une densité énergétique d’environ 260 à 270 Wh/kg.
Le prédécesseur de CATL à Shenxing, surnommé Qiling, se déclinait en deux variantes. Un modèle utilisant la technologie Nickel Manganèse Cobalt (NMC) revendiquait une densité énergétique de 255 Wh/kg et le modèle LFP affichait 160 Wh/kg. CATL a affirmé qu’une autonomie de 1 000 km était une possibilité.
Pourtant, la société n’a proposé que les explications générales ci-dessus sur la façon dont Shenxing utilise la technologie LFP pour obtenir une charge rapide et une longue portée, des qualités qui suggèrent une meilleure densité.
Dr Rachid Yazami, inventeur de l’anode en graphiteun élément clé pour les batteries Li-ion, est donc suspect.
Par email, il a dit Le registre “Si les affirmations du CATL sont vraies, cela constituerait une amélioration sans précédent de la densité énergétique des batteries au cours des 30 dernières années.”
Le professeur et scientifique s’est dit sceptique quant aux affirmations selon lesquelles CATL aurait atteint une densité correspondant à ses affirmations en matière d’autonomie et de vitesse de charge, ainsi qu’à l’égard de la batterie d’avion de 500 Wh/kg de CATL.
“De nombreuses informations cruciales manquent dans les réclamations de CATL, telles que la durée de vie de leurs batteries, qui se convertit en kilomètres de durée de vie totale parcourus par le véhicule électrique, les performances aux températures extrêmes, la sécurité et les coûts”, a ajouté Yazami.
Une autre considération est que même si Battery Corp est un leader dans le domaine des batteries NMC, CATL a beaucoup moins d’expérience sur laquelle s’appuyer pour innover en matière de tendance actuelle Piles LFP.
Une autre inconnue est de savoir si CATL a atteint les performances revendiquées par Shenxing dans les prototypes de batteries ou dans les unités qu’il pourrait produire en série. L’entreprise chinoise a promis que les batteries seraient produites en série d’ici la fin de 2023 et insérées dans les véhicules électriques d’ici le premier trimestre 2024.
“Grâce à ses atouts en matière de fabrication extrême, CATL a réussi à transférer rapidement la technologie du laboratoire au marché, permettant ainsi une production de masse rapide de la batterie Shenxing”, se vante l’entreprise dans son communiqué de presse.
Le Reg espère que celui qui fera un tour avec les premières voitures propulsées par Shenxing ne sera pas pressé de tester les affirmations de l’entreprise. ®
