Les faits et l'analyse :
1) où en sont les batteries Li-Ion ?
Premièrement, je vous invite à regarder le très intéressant exposé vidéo d'il y a deux ans de Masato Origuchi, à l'époque le grand architecte de l'intégration batterie chez Renault-Nissan :
Le passage à partir de 15'30'' est particulièrement instructif. Il montre d'où sont parties, en capacité massique et volumique, les batteries Li-Ion en 2010 avec la Leaf 1, et les prospectives jusqu'en 2025, fin de développement de cette technologie. On en sera à 350 Wh/kg, soit plus qu'il n'en faut pour assurer à un VE avec un prix d'achat abordable 400 à 500 km réels : parfaitement suffisants avec des bornes partout, ce qui sera le cas dans 8 ans pour les pays clairvoyants.
Sauf qu'il se trompe sur une chose : il voit à 11'30'' la Leaf à 600 km NEDC après 2020, alors qu'avec la batterie 60 kWh, elle sera déjà bien au delà de 500 km NEDC fin 2018- début 2019, donc avant 2020. Celà voudrait-il dire que les 300 Wh/kg seraient atteint avant 2020 ?
Et bien oui, on en sait plus sur cette batterie de 60 kWh de la nouvelle Leaf. Elle sera constituée des
toutes nouvelles cellules NCM 811 de LG Chem qui entreront en production dès 2018 (je salue au passage ce fantastique article multi-dimensionnel de Pedro Lima de PushEVs).
Or d'après les capacités volumiques annoncées, ces cellules sont probablement aux alentours de 300 Wh/kg (alors qu'on attendait au mieux 250 Wh/kg en 2018, comme la tendance du graphique de d'Origuchi San le laissait supposer).
Et comment sont placées les cellules 2170 de Panasonic pour la Tesla Model 3 par rapport à ces NCM 811 ? Et bien
d'après un autre article de Pedro Lima de mars 2017, elles seraient encore plus denses ! (celà dit, un tel niveau m'étonne, et j'aimerais bien d'autres sources pour le confirmer).
Tout ça montre à quel point les batteries Li-Ion progressent plus vite que prévu et seront dès l'année prochaine à des niveaux suffisants pour un VE.
Au passage, vous vous délecterez de l'analyse de PushEVs sur la roadmap de BMW que l'on trouve en bas de l'article.
Ce dernier n'adoptera ces cellules NCM 811 qu'en 2021 pour la i-next et certainement pour la i-vision; La pauvre BMW i3 qui avait temps besoin de ces cellules très denses en énergie, étant donné son pari sur la légèreté, devra se contenter de cellules NCM 622 (les fameuses 120 Ah de Samsung SDI) déjà dépassées la même année par la production de LG . Ca ne veut pas dire d'ailleurs que Samsung SDI a 3 ans de retard sur LG Chem, car en fait les fabricants de batteries lancent leur production en fonction des plans produits de leurs constructeurs clients, et peuvent par conséquent attendre pour lancer les investissements, même si une nouvelle chimie de cellule est mature (
autre exemple avec VW).
2) Où en sont les Solid State Battery ?
Cette roadmap de BMW me permet de reboucler avec le sujet. Le dernier stade de leur roadmap est la fameuse Solid State Battery (NCM 811/Li)
prévue pour 2026, soit 4 ans plus tard que les déclarations de Toyota.
Pour compléter ce rebouclage, un expert inter-
planetaire des batteries m'a transmis
la publication citée par
Hortevin en début de fil,
traduite en anglais. C'est une publication dans nature, donc du très sérieux.
On y apprend déjà au tableau page 5, contrairement à ce que raconte Wikipedia (cf. mon post
#29) que ces Solid State Battery ont un sacré potentiel en puissance massique (contrairement au Li-Air) du même ordre que les super-condensateurs, ce qui accrédite leur potentiel de recharge très rapide. Mais :
- à quoi ça peut servir, alors que les batteries Li-Ion modernes sont déjà dans les 3-5 kW/kg, soit largement de quoi faire des recharges très rapides ; de plus à quoi sert de faire des charges hyper-rapides, lorsqu'on pourra recharger sa voiture à destination, sur des bornes lentes ou semi-accélérées, en temps masqué (ce qui est prend moins de temps que la plus rapide des charges ultra-rapides !).
- la densité massique d'énergie des solid state battery n'est pas tellement meilleure que celle des Li-Ion, or c'est avant tout ce sur quoi on cherche à progresser sur les VE,
- On a tout autant besoin de cobalt a priori solid state battery que dans les Li-Ion (cf. composition). Or le cobalt risque de poser un gros problème de ressources, plus que le Lithium, surtout qu'il est très mal réparti (Congo, Zambie)
- Un avantage conséquent de l'électrolyte solide pourrait être la sécurité en cas de choc. Mais là encore, on va passer aux voitures autonomes dans les 10 ans, avec un gain d'un facteur 10 à 100 sur les accidents. Donc, l'avantage potentiel se réduit en réalité à peau de chagrin.
- Qui dit publi dans nature dit qu'on en est à la recherche de base. A ce stade, on en n'est même pas encore à la recherche appliquée en labo, au brevet, sans même parler du développement, du scale-up, etc... Il va falloir s'intéresser à pleins d'autres problèmes : cyclage, vieillissement, au procédé de fabrication à échelle industrielle qui devra être compétitif en coût avec le Li-Ion, qui aura dans 5 ans été hyper-peaufiné et optimisé. Les 2022, c'est donc peu vraisemblable, et les 2026 annoncés par BMW me semblent plus vraisemblable. Le Li-Ion en sera alors à 350 Wh/kg.
Toutefois, je pense que le Solid State émergera in fine, et sera au début utilisé principalement...dans l'aviation, et notamment dans les drônes professionnels et de loisirs ! D'ici là, j'aurai bien sûr mon VE à batterie Li-Ion depuis longtemps.
Conclusion :
Tout ça est une mise en scène et une stratégie de com. de Toyota pour cacher la misère de son retard en terme de batteries et de développement d'EV : continuez à acheter mes hybrides qui se rechargent toutes seules très vite sans se brancher, le VE n'est pas mûr du tout pour le consommateur. Vous pourrez les acheter seulement quand moi je sortirai ma super-techno dans 5 ans.
C'est comme si un constructeur d'appareil photo avait dit au photographe moyen il y a X années : ne passes pas au numérique, c'est pas mûr, i.e. n'achètes pas un APN reflex à 10 Mpixel, car dans 5 ans, je sortirai un APN hybride beaucoup moins encombrant et plus performant à 16 Mpixel. D'ici là continue à acheter mes boîtiers argentiques avec ses super-pellicules. Et bien le photographe amateur, qui est clairvoyant, il a acheté quand même le 10 Mpxl déjà largement suffisant pour ses besoins, puis 5-10 ans après il verra ce qu'il y a sur le marché s'il a envie de changer (et entretemps, il a fait des photos en numérique, et n'a plus utilisé ses vieilles pellicules !).
Donc, en tant que client de Toyota, je pense clairvoyant, je dirais à son vénérable chairman :
- fermes là, et arrêtes de nous bassiner avec ton temps de recharge qui est le faux problème du type qui ne pense qu'en terme de modèle pétrolier, à l'ancienne,
- ton énergie, utilises là pour bosser et mets les bouchées doubles pour rattraper ton retard à l'allumage et nous sortir dans le cadre de ta nouvelle division VE, un VE dans le coup en 2020. Ne perds pas la face et ne restes pas le seul des 4 grands constructeurs sans VE à l'orée des années 2020...si tu veux rester un de ces quatre grands constructeurs !