La technologie des voitures électriques ne cesse d’évoluer, et les avancées en matière de batteries jouent un rôle central dans cette révolution. Récemment, une équipe de chercheurs de la prestigieuse Université RWTH Aachen s’est penchée sur les batteries de deux géants de l’industrie automobile : la célèbre cellule 4680 de Tesla et la batterie Blade de BYD. Leur étude détaille les différences substantielles dans la conception et la fabrication de ces deux types de batteries, révélant des aspects souvent méconnus du public.
Les cellules : une juxtaposition de philosophies
La batterie 4680 de Tesla, un élément crucial de nombreux véhicules Tesla, est une cellule cylindrique utilisant une chimie à base de nickel-manganèse-cobalt (NMC). Mesurant 46 mm de diamètre pour 80 mm de hauteur, cette batterie est un symbole de l’approche avant-gardiste de Tesla en matière de densité énergétique. En effet, ces cellules offrent une densité énergétique impressionnante de 241,01 Wh/kg et 643,3 Wh/l, ce qui permet à Tesla de maximiser l’autonomie de ses véhicules tout en minimisant le volume occupé par la batterie.
En revanche, BYD mise sur sa fameuse batterie Blade, utilisant des cellules au lithium-fer-phosphate (LFP). Cette approche réduit la dépendance aux métaux controversés tels que le cobalt et le nickel, tout en privilégiant des matériaux plus courants et moins coûteux. Les cellules sont agencées comme des lames, d’où leur nom. L’accent est mis sur une fabrication efficace et un coût matériel réduit. Cette batterie présente une densité énergétique légèrement inférieure, avec 160 Wh/kg et 355,26 Wh/l, mais offre des avantages économiques et durables considérables.
Technologie et ingénierie
L’étude de l’université RWTH Aachen a montré que les deux types de batteries se distinguent également par leur méthode de fabrication. Tesla utilise exclusivement une technique de soudage laser pour ses 4680, tandis que BYD combine le soudage laser et par ultrasons pour la contacterie des électrodes de ses Blade.
Un résultat surprenant de leur analyse a été de constater que, contrairement à la tendance actuelle de la recherche qui voit dans l’incorporation de silicium un moyen d’augmenter la densité énergétique, aucune des deux batteries n’utilise de silicium dans leurs anodes. Les chercheurs ont également noté des similitudes dans l’utilisation de techniques de soudage non conventionnelles, tel que le soudage laser des fines feuilles d’électrodes.
Performance thermique et gestion de la chaleur
En termes de gestion thermique, la Blade Battery de BYD surpasse légèrement la 4680 de Tesla. Les mesures indiquent que la 4680 de Tesla produit jusqu’à deux fois plus de chaleur par unité de volume que la Blade de BYD lorsqu’elle est soumise à une charge similaire. Ceci s’explique par la conception plus efficace de l’électrode LFP de BYD, qui nécessite moins de refroidissement, ce qui est un facteur déterminant pour la viabilité de la recharge rapide.
Les chercheurs ont également évalué le rendement thermique des batteries en mesurant la résistance interne à différents niveaux de charge et à des températures variées. Les résultats montrent que la résistance de la Tesla 4680 augmente à des états de charge élevés, surtout à des températures basses, alors que celle de la Blade de BYD diminue, ce qui pourrait être exploré plus avant pour en déterminer les raisons.
Cette enquête technique offre un aperçu fascinant des innovations en cours dans l’industrie des batteries, soulignant l’importance des choix de conception et des matériaux dans la course à une mobilité électrique toujours plus performante et économique.