Les avancées dans la technologie des batteries sont essentielles à la croissance continue du marché du stockage d’énergie, et les analystes du secteur de l’énergie affirment que ces avancées sont également nécessaires pour faire avancer la mobilité électrique et lutter contre le changement climatique. Le secteur des transports représente la plus grande part des émissions de gaz à effet de serre des États-Unis, juste devant la production d’électricité, selon L’Environmental Protection Agency des États-Unis., Les batteries Lithium-ion ont été le produit de choix pour les fabricants de véhicules électriques (VE), et plusieurs groupes travaillent à l’amélioration de la technologie actuelle des batteries, ainsi qu’au développement de nouvelles sources de batteries à faible coût et à charge rapide. Cela inclut le Vehicle Technologies Office( VTO), qui fait partie du Département de l’énergie des États-Unis (DOE) dans le Bureau de L’efficacité énergétique & énergie renouvelable. Le VTO coordonne les activités avec le U. S. Advanced Battery Consortium (USABC); L’USABC a annoncé en juillet l’attribution d’un $2.,Contrat de 4 millions à Worcester Polytechnic Institute à Worcester, Massachusetts, pour diriger un programme de développement de batteries à faible coût et à charge rapide pour les applications EV.
« le marché du lithium en est à ses balbutiements. Il va exploser à la hausse”, a déclaré à POWER Andrew Bowering, fondateur, directeur et responsable financier D’American Lithium. « Il suffit d’écouter Elon Musk aujourd’hui parler de la quantité de stockage et de production d’énergie nécessaire pour électrifier le parc de transport mondial. Le réseau, et l’énergie stationnaire, est une autre entreprise massive elle-même., Le Lithium va être le composant principal du parc électrique mondial. C’est parce qu’il est léger, petit et perd facilement son électron externe. Rien ne remplace le lithium dans notre vie où la mobilité est requise.”
1. Tesla étudie des améliorations dans la technologie des batteries pour les véhicules électriques (ve) afin de réduire le coût des ve signature de l’entreprise. Courtoisie: Tesla
Musk a versé de l’argent dans la technologie des batteries (Figure 1), dans le but de réduire le coût des véhicules électriques de son entreprise., Musk, parlant au « Battery Day » de Tesla le Septembre. 22, a déclaré qu’une nouvelle génération de batteries EV sera plus puissante, durera plus longtemps et sera moitié moins chère que les cellules actuelles de l’entreprise. Musk a déclaré que les nouvelles cellules cylindriques plus grandes de son entreprise fourniraient cinq fois plus d’énergie, six fois plus de puissance et 16% plus d’autonomie—bien qu’il ait déclaré que la production complète était d’environ trois ans.
« Nous n’avons pas une voiture abordable. C’est quelque chose que nous aurons dans le futur. Mais nous devons réduire le coût des batteries”, a déclaré Musk., Les chercheurs de L’industrie des véhicules électriques ont déclaré que la parité des prix, ou le point auquel les véhicules électriques sont égaux en valeur aux véhicules à combustion interne, est atteinte lorsque les batteries coûtent 100/ / kWh. La société de conseil EV Cairn Energy Research Advisors a déclaré que les batteries de Tesla coûtaient 156/ / kWh l’année dernière.
« Les nouvelles configurations de batterie de Tesla et d’autres vont toutes être basées sur le lithium-ion pour les années à venir”, a déclaré Bowering. « Les avancées dans les configurations de batterie affecteront la capacité, la durée de vie, la fiabilité et, en fin de compte, le coût., Ces améliorations stimuleront davantage les investissements dans les véhicules électriques et l’électrification. »
à cette fin, Musk lors du Battery Day a déclaré que Tesla fabriquerait des cellules de batterie dans son usine de Brandebourg, en Allemagne, ce que Musk appelle L’usine berlinoise de Tesla, bien que L’usine soit à 30 miles de Berlin. « Oui, nous allons fabriquer des cellules à Berlin. Oui, » Musk a déclaré le jour de la batterie., Les analystes, cependant, ont noté que la demande de permis actuelle de Tesla pour exploiter l’installation n’inclut pas la fabrication de cellules, et ces analystes ont également déclaré que le gouvernement allemand voudrait probablement revoir ces plans.
Une décision finale sur le permis révisé de Tesla pour l’usine—où Tesla veut produire 500 000 véhicules électriques par an—est attendue en décembre., Musk a déclaré que l’amélioration des batteries nécessiterait d’autres percées techniques, bien qu’il ait proposé que des réductions du coût des batteries (entraînées par des améliorations de la production) permettraient à son entreprise de commercialiser un véhicule électrique de 25 000 EV, ce qui, selon lui, est important pour atteindre son objectif de ventes annuelles de 20 millions de véhicules. Le prix est de 10 000 $à 15 000 below en dessous du prix moyen actuel du modèle Tesla le moins cher, le Model 3. Le calendrier actuel de fabrication à L’usine de Brandebourg prévoit que les premiers véhicules sortiront de la chaîne de montage en juillet 2021. Tesla sur Sept., 24 a déclaré qu’il devrait commencer un nouveau processus d’approbation pour la production de batteries, et début octobre, aucun calendrier pour cette demande n’a été rendu public.
Musk a discuté d’un processus de revêtement à sec dans ses commentaires de septembre. Ce procédé, mis au point par des chercheurs de L’Institut allemand Fraunhofer pour la technologie des matériaux et des faisceaux IWS, recouvre les électrodes d’un film sec au lieu de produits chimiques liquides. Le processus économise de l’énergie et élimine les solvants toxiques., Maxwell Technologies, une société basée à San Diego, en Californie, acquise par Tesla au début de 2019 pour 200 millions de dollars, travaille sur une technologie d’électrode sèche. Maxwell a déclaré l’année dernière que son électrode permet une densité d’énergie de plus de 300 Wh/kg dans les cellules de démonstration actuelles, et la société a déclaré qu’elle voyait un chemin vers plus de 500 Wh/kg. Ces niveaux seraient une grande amélioration par rapport aux cellules de batterie actuelles de Tesla, permettant une plus longue portée. Maxwell a déclaré l’année dernière que sa technologie entraînerait une réduction des coûts de 10% à 20% par rapport aux électrodes humides de pointe, tout en doublant potentiellement la durée de vie de la batterie., Tesla, avec son partenaire Panasonic, s’attend à économiser de l’argent, du temps et de l’espace en usine en utilisant la technologie de sa filiale.
Une partie des économies de Tesla proviendrait de la production de lithium sur un site dans le Nevada près de la soi-disant Gigafactory de L’entreprise. Musk a déclaré aux actionnaires de la société Le Battery Day que Tesla avait obtenu des droits sur 10,000 acres dans le Nevada où elle produirait du lithium à partir de gisements d’argile en utilisant un processus développé par la société. En cas de succès, Tesla serait la première entreprise au monde à produire commercialement du lithium à partir d’argile.,
à ce jour, le Lithium a été produit à partir de saumure, principalement trouvée en Amérique du Sud, ou de roche dure de spodumène, généralement trouvée en Australie. Le Nevada a plusieurs projets d’argile au lithium en cours de développement, y compris le projet Thacker Pass de Lithium Americas Corp. (LAC), qui cherche à obtenir l’approbation du permis fédéral depuis plus d’une décennie. BAC développe également le projet Cauchari-Olaroz à Jujuy, en Argentine. Un autre projet de développement du Nevada est supervisé par ioneer Ltd. LAC a dit qu’il peut extraire le lithium de l’argile par un processus qui implique la lixiviation acide., Tesla a déclaré que son processus n’impliquerait pas d’acide.
« Tesla a approuvé les pierres d’argile au lithium”, a déclaré Bowering. « Les ingénieurs de Tesla ont été partout sur la planète pendant des années à la recherche de sources de lithium. Ils font maintenant un pari sur le Nevada has a plusieurs gisements de lithium sédimentaires qui sont l’avenir de l’exploitation du lithium et dans un environnement favorable à l’exploitation minière. Nevada se trouve au sommet d’une caldeira majeure de super volcans qui peuplaient les sédiments avec des concentrations exploitables de lithium comme nulle part ailleurs dans le pays., »
Tesla a déclaré que son plan au Nevada consistait à mélanger de l’argile avec du sel de table, puis à ajouter de l’eau. La société a déclaré que le processus provoque une réaction où le sel se lixivierait avec du lithium, puis le lithium serait extrait. Les restes d’argile seraient remis dans le sol pour atténuer les dommages environnementaux, un peu comme la pratique actuelle de l’industrie minière de retourner la roche à la terre après l’extraction des minéraux.,
« c’est un moyen très durable d’obtenir du lithium”, a déclaré Musk, qui n’a pas dit où, dans le Nevada, la société avait obtenu les droits sur le lithium ni si le développement avait commencé. Bowering a déclaré que la poursuite des relations tendues entre les États-Unis et la Chine, qui domine l’offre mondiale de lithium et de fabrication de batteries, signifie que les États-Unis doivent développer leurs propres réserves de lithium et augmenter leur production de batteries afin de répondre à la demande.
» Les relations sino-américaines vont stimuler davantage les investissements et le développement aux États-Unis., la production de lithium, la fabrication de cathodes et la production de batteries”, a déclaré Bowering. « Les États-Unis produisent actuellement 2% de leur lithium requis. À mesure que la demande augmente, une source nationale est nécessaire. »Bowering a déclaré: » les États-Unis doivent avoir une production nationale de batteries Li-ion, sinon ils deviendront aussi dépendants de cette nouvelle source d’énergie qu’ils l’étaient autrefois du pétrole étranger.”
—Darrell Proctor est rédacteur en chef adjoint pour POWER (@POWERmagazine).