A travers sa filiale PowerCo, Volkswagen devrait bientôt bénéficier d’une nouvelle technologie très prometteuse pour la réalisation des électrodes de batteries embarquées dans les véhicules électriques.
Est-il utile de rappeler que les électrodes – anodes et cathodes – figurent parmi les pièces maîtresses des batteries ? Actuellement, quatre étapes se succèdent pour les fabriquer. La première consiste à mélanger les matériaux nécessaires avec des solvants et additifs. Cette bouillie est ensuite appliquée sur des feuilles de cuivre ou d’aluminium.
Le palier suivant, le plus énergivore, est celui du séchage. A sa suite, la composition est soumise à une opération de calandrage. Le nouveau procédé bientôt exploité par PowerCo supprime les deux étapes intermédiaires. La poudre sèche est alors appliquée directement en une couche très fine et uniforme à la manière d’une impression.
C’est d’ailleurs Koenig & Bauer, le plus ancien fabricant de presses à imprimer à l’échelle mondiale, qui a mis au point en partenariat avec la filiale de Volkswagen le nouveau scénario et le matériel d’application. Pour comparaison, le constructeur automobile allemand indique que le revêtement a l’épaisseur approximative d’un cheveu.
La qualité de réalisation apporte des avantages très divers et importants à l’heure de booster la fabrication des batteries et la construction des véhicules électriques. Ainsi une excellente densité énergétique spatiale, une meilleure aptitude à la recharge rapide, et une durée de vie supérieure.
Le tout pour un coût en nette diminution. Pourquoi ? Pour deux raisons. Tout d’abord parce que le nouveau procédé permet d’économiser 30 % d’énergie par rapport à celui employé actuellement. Ensuite parce qu’il va aider à gagner 15 % d’espace au sol.
Si ce dernier point semble anecdotique, il ne l’est pas du tout en réalité. Pour bien le faire comprendre, PowerCo donne un aperçu concret. Il indique qu’au niveau d’une gigafactory de batteries, il sera ainsi possible de se passer, par tranche de 20 GWh de capacité de production, de quatre lignes parallèles de revêtement et de séchage. Soit 7 000 mètres carrés en moins, ou une longueur d’usine de 100 mètres.
Ne pas avoir à faire fonctionner les fours de séchage et les systèmes d’aspiration également très énergivores « permettra d’économiser l’énergie équivalente à la consommation annuelle de 40 000 ménages privés ». Si l’on ajoute l’abandon des solvants qui nécessitaient une phase de recyclage onéreuse dans des tours en silo à l’extérieur des usines, le gain à l’année sur les process se chiffre en centaines de millions d’euros.
Pour souligner l’importance de la nouvelle technologie qui se met en place, Frank Blome, à la tête de PowerCo, compare : « Ce que la cellule à semi-conducteurs est au produit, le revêtement à sec l’est à la production – une véritable innovation qui change le donne ».
Il entrevoit pour son entreprise des perspectives bouleversantes : « Si la mise à l’échelle réussit, cela nous donnera une position unique sur le marché et des avantages concurrentiels certains ».
Il y a un an, Volkswagen a annoncé la construction de 3 usines de cellules de batteries battant le pavillon de sa filiale PowerCo. La première est celle qui est actuellement en cour de construction dans la ville industrielle allemande de Salzgitter, en Basse-Saxe.
Si le groupe automobile a démarré dans cette ville en 2019 une unité pilote à la place de chaînes d’assemblage de moteurs, et effectue des recherches sur le recyclage des packs, le futur établissement qui serait opérationnel en 2025 devrait présenter une capacité annuelle de 40 GWh. Ce dimensionnement permettrait d’équiper 500 000 véhicules électriques.
C’est là que le procédé de fabrication à sec des électrodes de Volkswagen serait démarré. Des essais prometteurs ont déjà été réalisés avec Koenig & Bauer qui souhaite développer une machine dédiée. Les partenaires en sont à optimiser la technologie. Leur feuille de route estime à fin 2024 la conclusion de la phase de développement. L’introduction dans la production pourrait débuter en 2026 ou 2027.
La mise en application interviendrait peut-être à temps pour le démarrage de l’usine de Valence en Espagne, dont la première pierre a été posée en mars 2023. PowerCo ouvrira un troisième site ensuite, à Saint-Thomas, au Canada. Dans un communiqué de pesse daté du 16 juin 2023, Volkswagen indique avoir convenu avec Koenig & Bauer de droits exclusifs, en préférant taire encore les détails.
Le groupe automobile assure mener la construction de ses 3 sites de telle sorte à pouvoir intégrer de nouvelles technologies facilement et rapidement. « Au total, nous avons anticipé environ 30 innovations prévisibles dans les produits et la production. Nous sommes donc en mesure d’adapter nos usines à tous les nouveaux processus pertinents dès leur entrée sur le marché », confirme Sebastian Wolf, directeur des opérations de PowerCo.
Au final, l’objectif est « d’établir une production industrielle de batteries durables et abordables », selon les termes employés par Thomas Schmall, membre du conseil d’administration du groupe pour la technologie chez Volkswagen AG, et président du conseil de surveillance de PowerCo.
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