La bonne nouvelle, c'est qu'en utilisant des cellules plus grandes et un nouveau procédé de revêtement à sec des électrodes, Tesla pourrait réduire de moitié le coût d'une batterie de Model Y, ce qui permettrait d'économiser plus de 8 % du prix de départ de la voiture aux États-Unis, ont déclaré des experts en batteries ayant des liens avec la société.

La mauvaise nouvelle, c'est qu'elle n'a fait que la moitié du chemin, selon 12 experts proches de Tesla ou familiers de sa nouvelle technologie.

En effet, la technique d'enrobage à sec utilisée pour produire les plus grandes cellules de la batterie 4680 de Tesla est si nouvelle et si peu éprouvée que l'entreprise a du mal à augmenter la production au point où les grandes économies de coûts se font sentir, ont déclaré les experts à Reuters.

"Elles ne sont tout simplement pas prêtes pour la production de masse", a déclaré l'un des experts proches de Tesla.

Néanmoins, les gains que Tesla a déjà réalisés en réduisant les coûts de production des batteries au cours des deux dernières années pourraient contribuer à stimuler les bénéfices et à accroître son avance sur la plupart de ses rivaux du secteur des véhicules électriques (VE).

Les investisseurs considèrent que les améliorations promises par Musk en matière de coût et de performance des batteries sont essentielles à la quête de Tesla pour entrer dans une ère où elle pourra vendre un VE de 25 000 $ avec un bénéfice - et avoir de meilleures chances d'atteindre ses objectifs pour 2030.

Les systèmes de batterie sont l'élément le plus coûteux de la plupart des VE, de sorte que la fabrication de packs performants à moindre coût est essentielle pour produire des voitures électriques abordables qui peuvent rivaliser avec les rivales à moteur à combustion au niveau des prix d'achat.

Tesla est l'un des rares grands constructeurs automobiles à produire ses propres batteries de VE et, en fabriquant les cellules du Model Y dans des usines américaines, le SUV restera admissible aux crédits d'impôt américains alors que de nombreux VE rivaux pourraient ne plus y avoir droit.

Parmi les 12 experts en batteries avec lesquels Reuters s'est entretenu, neuf ont des liens étroits avec Tesla et trois d'entre eux ont examiné la nouvelle et l'ancienne technologie de batterie de Tesla de l'intérieur et de l'extérieur par le biais de démontages.

Tesla n'a pas répondu aux demandes de commentaires.

IL VA RÉSOUDRE LE PROBLÈME

Les sources prédisent que Tesla aura du mal à mettre pleinement en œuvre le nouveau processus de fabrication par revêtement sec avant la fin de cette année, et peut-être pas avant 2023.

Stan Whittingham, co-inventeur des batteries lithium-ion et lauréat du prix Nobel 2019, estime que le directeur général de Tesla, Elon Musk, a été trop optimiste quant au délai de commercialisation de la nouvelle technique.

"Je pense qu'il va résoudre le problème, mais ce ne sera pas aussi rapide qu'il le souhaite. Il faudra un certain temps pour vraiment le tester", a-t-il déclaré.

En août, Musk a déclaré aux actionnaires que Tesla produirait de gros volumes de batteries 4680 d'ici la fin 2022.

Selon les experts, Tesla n'a pu réduire le coût de la batterie du Model Y que de 2 000 à 3 000 dollars jusqu'à présent, soit environ la moitié des économies que Tesla avait prévues pour la batterie 4680, qu'elle a dévoilée il y a deux ans.

Mais ces économies sont principalement dues à la conception des nouvelles cellules de la 4680, qui sont plus grandes que celles de la batterie 2170 actuelle de Tesla, ont-ils précisé.

Mais le cœur de la campagne de réduction des coûts est la technologie de revêtement à sec, que Musk a décrite comme révolutionnaire mais difficile à mettre en œuvre.

Selon les sources, elle devrait permettre de réaliser jusqu'à la moitié des 5 500 $ d'économies que Tesla espère obtenir, en réduisant les coûts de fabrication et les dépenses d'investissement ponctuelles.

Tesla a acquis le savoir-faire en 2019 lorsqu'elle a payé plus de 200 millions de dollars pour Maxwell Technologies, une entreprise de San Diego fabriquant des supercondensateurs, qui stockent l'énergie pour les appareils qui ont besoin de rafales d'électricité rapides, comme les flashs des appareils photo.

S'appuyant sur la technologie de Maxwell, Tesla a commencé à fabriquer 4680 piles sèches cette année, d'abord dans un pilote près de son usine de Fremont, en Californie, et plus récemment dans son nouveau siège mondial à Austin, au Texas.

LE MEILLEUR DE SA CATÉGORIE

Cette technologie permet à Tesla d'abandonner l'ancien procédé de revêtement humide, plus complexe et plus coûteux. Il est coûteux car il nécessite une quantité importante d'électricité, de machines, d'espace d'usine, de temps et une main-d'œuvre importante.

Pour revêtir les électrodes par voie humide, les fabricants de batteries mélangent les matériaux avec des solvants liants toxiques. Une fois enrobées, les électrodes sont séchées dans des fours massifs. Les solvants toxiques qui s'évaporent au cours du processus sont récupérés, traités et recyclés, ce qui augmente le coût.

Avec la nouvelle technologie, les électrodes sont enduites à l'aide de différents liants avec une faible utilisation de liquides, de sorte qu'elles n'ont pas besoin d'être séchées. Cela signifie que le procédé est moins cher, plus rapide et aussi moins dommageable pour l'environnement.

En raison de sa simplicité, le processus permet à Tesla de réduire d'un tiers les dépenses d'investissement et de réduire l'empreinte d'une usine et sa consommation d'énergie à un dixième de ce qui serait nécessaire pour le processus humide, a déclaré Tesla.

Mais l'entreprise a eu du mal à commercialiser le procédé, selon les sources.

Maxwell a développé son procédé de revêtement à sec pour les supercondensateurs, mais le défi du revêtement des électrodes des batteries de VE est qu'elles sont beaucoup plus grandes et plus épaisses, ce qui rend difficile de les revêtir avec une qualité constante à des vitesses de production de masse.

"Ils peuvent produire en petit volume, mais lorsqu'ils ont commencé à produire en grand volume, Tesla s'est retrouvé avec de nombreux rejets, trop nombreux", a déclaré à Reuters l'une des sources ayant des liens avec Tesla.

Les rendements de production étaient si faibles que toutes les économies de coûts prévues par le nouveau processus ont été perdues, a déclaré la source.

Si tous les gains d'efficacité potentiels du revêtement à sec et des cellules plus grandes sont réalisés, le coût de fabrication du pack de batteries 4680 du Model Y devrait tomber entre 5 000 et 5 500 dollars, soit environ la moitié du coût du pack 2170, selon les sources.

L'augmentation du coût des matériaux et de l'énergie des batteries met toutefois en péril ces prévisions, et Tesla n'a pas encore été en mesure d'améliorer de manière significative la densité énergétique de la nouvelle batterie ou la quantité de puissance qu'elle emballe, comme l'a promis Musk.

Pourtant, malgré ces facteurs, les économies que Tesla devrait réaliser finiront par faire de la batterie 4680 la "meilleure de sa catégorie" dans l'industrie dans un avenir prévisible, selon une source.

ENCOMBREMENT

Une grande partie des économies de 2 000 à 3 000 dollars réalisées jusqu'à présent avec la batterie 4680 provient d'autres améliorations, et l'utilisation de cellules plus grandes s'est avérée particulièrement efficace, selon les experts.

Les cellules 4680 sont 5,5 fois plus grandes que les cellules 2170 en volume. Les anciennes cellules cylindriques mesurent 21 mm de diamètre et 70 mm de hauteur, d'où leur nom. Les cellules 4680 ont un diamètre de 46mm et mesurent 80mm de haut.

Avec l'ancienne technologie, Tesla a besoin d'environ 4 400 cellules pour alimenter le Model Y et il y a 17 600 points qui doivent être soudés - quatre par cellule - pour créer un pack qui peut être intégré dans la voiture, ont indiqué les sources.

Le pack de batteries 4680 ne nécessite que 830 cellules et Tesla a modifié la conception de manière à ce qu'il n'y ait que deux points de soudure par cellule, ce qui réduit la soudure à 1 660 points et permet de réaliser des économies importantes.

La conception plus simple signifie également qu'il y a moins de connecteurs et d'autres composants, ce qui a permis à Tesla d'économiser davantage sur les coûts de main-d'œuvre et le temps machine.

Une autre source d'efficacité a été le boîtier extérieur beaucoup plus robuste de la cellule plus grande. Tesla peut désormais coller les cellules ensemble avec de l'adhésif pour former un pack rigide en forme de nid d'abeille qui est ensuite connecté directement à la structure interne de la carrosserie de la Model Y.

Cela élimine l'étape intermédiaire consistant à regrouper les cellules en modules plus grands qui sont ensuite installés dans un pack de batteries traditionnel, ont indiqué les sources.

En adoptant cette conception "de la cellule au véhicule", Tesla peut réduire le poids d'un pack de batteries traditionnel de 1 200 livres de 55 livres ou plus, soit une économie d'environ 500 à 600 dollars par pack, a déclaré l'une des sources.

Mais la maîtrise de la technique de revêtement à sec reste le Saint Graal.

"L'augmentation du volume de la cellule de la batterie a beaucoup aidé à améliorer l'efficacité, mais viser une réduction de 50 % du coût de la cellule dans son ensemble est une autre affaire", a déclaré une source.

"Cela dépendra de la capacité de Tesla à déployer avec succès le processus de revêtement à sec dans une usine."