Cellules de batterie de cathode sèche 4680 de Tesla: améliorant l'abordabilité et les performances EV

Abordabilité et performance

Lors de l'assemblée générale des actionnaires de 2024, Elon Musk a dévoilé les dernières innovations de Tesla dans la technologie des cellules 4680. Après des années de développement, Tesla a obtenu une cellule 4680 fonctionnelle qui égale ou dépasse les performances de la cellule 2170 actuelle. Le compte officiel de Cybertruck a également publié une image du premier Cybertruck avec 4680 cellules à cathode sèche et son équipe de production sur X.

Exploration du processus d'électrode de batterie sèche

Le procédé DBE (Dry Battery Electrode) représente une avancée majeure par rapport à la méthode traditionnelle WBE (Wet Battery Electrode). En éliminant les solvants toxiques et la nécessité de cuisson au four, ce procédé est plus respectueux de l'environnement et plus efficace en termes de temps et d'espace.
Dans le procédé DBE, l'électrode, qui est la borne conductrice de la batterie, est fabriquée à l'état sec, contrairement au procédé humide précédent.

Evolution et défis de la cellule 4680

Tesla a initialement utilisé des cellules 4680 dans les packs de batteries structurelles du Model Y. Cependant, ces premiers modèles ont rencontré des problèmes de performances de charge et de densité énergétique, ce qui a conduit à leur retrait du marché. La grande taille des cellules 4680 rendait le refroidissement difficile, ce qui limitait leur efficacité.
En novembre 2023, lors de la conférence téléphonique sur les résultats, Tesla a présenté la Cybercell pour le Cybertruck. Cette nouvelle version bénéficie d'une densité énergétique plus élevée et de performances de charge améliorées. Selon l'analyse de démontage de Sandy Munro, cette version améliorée offre une augmentation d'environ 12 % de la densité énergétique, une amélioration significative.

Avantages de la conception sans table

La conception sans languette de la cellule 4680 rationalise la production et réduit la complexité de fabrication. Les cellules de batterie traditionnelles comportent des languettes qui ajoutent des étapes au processus de production, augmentant ainsi le risque de défauts et ralentissant la production. L'élimination de ces languettes simplifie le processus et améliore l'efficacité.
L’absence d’onglets réduit également la distance parcourue par les électrons, réduisant ainsi la résistance et la perte d’énergie, ce qui augmente l’efficacité globale du véhicule.

Avantages de la nouvelle cellule 4680

Le nouveau procédé à cellules 4680 offre plusieurs avantages, notamment une réduction des coûts de production pouvant atteindre 50 % par rapport au procédé humide actuel. De plus, le procédé à sec est plus durable et permet une mise à l'échelle plus rapide de la production.

La transition de Tesla de la cellule 2170 à la cellule 4680 est motivée par des économies de coûts. La taille plus grande de la cellule 4680 permet non seulement de réduire les coûts de production, mais sert également de composant structurel du véhicule, réduisant encore davantage les dépenses de fabrication.

Fabrication simplifiée et rentabilité

La taille plus grande de la cellule 4680 la rend plus facile et moins chère à fabriquer par rapport à la cellule 2170 plus haute et plus fine. Sa conception unique sans table minimise la résistance, améliorant ainsi les vitesses de charge et les performances globales de la cellule.
En remplaçant 4 400 cellules 2170 par seulement 960 cellules 4680 dans un pack de batteries, Tesla réduit considérablement la quantité de matériaux nécessaires à la fabrication des enveloppes individuelles des cellules. Cette optimisation augmente la densité énergétique et économise l'espace au sein du pack de batteries.

Perspectives d'avenir

Les progrès de la technologie des cellules 4680 pourraient entraîner une baisse des prix du Cybertruck et une augmentation du taux de production. Tesla vise à produire environ 250 000 Cybertrucks par an, ce qui nécessitera un grand nombre de packs de batteries 4680.
À l’avenir, Tesla prévoit d’intégrer la technologie améliorée des cellules 4680 à l’ensemble de sa gamme de véhicules, surpassant ainsi la cellule 2170 et établissant de nouvelles normes dans l’industrie des véhicules électriques.