GM a annoncé qu'il industrialiserait les batteries LMR (riches en lithium manganèse) pour les véhicules électriques en 2028, le gain étant un coût inférieur et une fourchette plus longue. Il tient dans la stratégie de batterie déclarée de GM, avec laquelle il a récemment partagé Moteur Lors d'une visite de ses installations de R&D pour les cellules de batterie au GM Technical Center (GTC) à Warren, Michigan.
La stratégie est à trois volets: continuer à réduire les coûts pour le consommateur, améliorer en permanence les performances et aider à favoriser l'indépendance nord-américaine par rapport aux sources étrangères de matériaux et de fabrication.
Pour comprendre les batteries LMR, sachez d'abord qu'ils sont une touche de la formulation NMC qui utilise le nickel, le manganèse et le cobalt pour former le revêtement de cathode. Dans les batteries NMC d'aujourd'hui, qui offrent la plus grande densité d'énergie parmi les chimies de production EV, le ratio est quelque chose comme 5% de cobalt, 10% de manganèse et 85% de nickel. LMR réécrit la formule.
C'est parce que le cobalt et le nickel sont chers; Le manganèse est bien, bien moins cher en comparaison. Ainsi, l'avancement des batteries LMR est une augmentation massive du manganèse dans le mélange, qui atterrit quelque part comme jusqu'à 2% de cobalt, 60 à 70% de manganèse et le nickel de repos.
Mais non seulement le coût des matériaux est réduit, mais les cellules LMR sont denses de 33% en plus tout en étant comparables dans le coût de production des cellules LFP plus courantes (phosphate de lithium-fer) d'aujourd'hui.
Où vais-je trouver des batteries LMR?
Le plan de GM est de continuer à utiliser la LFP dans les véhicules d'entrée de gamme, qui sont plus sensibles aux prix et où la gamme massive n'est pas une telle préoccupation. Les packs utilisés dans ces véhicules sont généralement plus petits, ce qui rend les économies de coûts de LMR plus négligeables.
Les batteries NMC restent l'option la plus dense en énergie et continueront d'être le choix des véhicules spécialisés et premium. GM a indiqué que des estimations approximatives des gammes maximales que ses véhicules pouvaient fournir avec sa plus grande batterie actuelle en tant que 490 miles avec NMC, 350 avec LFP et plus de 400 avec LMR. Par exemple, le Chevy Silverado EV à longue portée obtient 492 miles d'EPA à partir d'un pack NMC de 205 kWh.
Le LMR sera utilisé pour des véhicules comme celui-ci Silverado, frappant au cœur du marché dans les camions et VUS traditionnels du type que les Américains ne peuvent pas en avoir assez. La société promet que son premier EV utilisant LMR atteindra les concessionnaires en 2028.
Les batteries LMR marqueront la première utilisation généralisée de cellules prismatiques par GM (auparavant, elles n'étaient utilisées que dans l'hybride Buick Lacrosse Eassist et Chevy Malibu). Ce sont un type de cellule moins cher, rectiligne (et donc plus facile à emballer) par opposition aux cellules de la pochette sur lesquelles GM s'est appuyée pour chacun de ses véhicules électriques actuels.
Les cellules LMR (photo ci-dessus) mesurent 7,9 x 8,7 x 1,1 pouces, et GM a déclaré qu'ils peseraient environ 8 livres chacun en production. Comme mentionné, ils peuvent emballer plus de punch, vous avez donc besoin de moins pour livrer la même plage ciblée et les mêmes performances qu'avec LFP. Cela (idéalement) se traduit par des véhicules moins chers et, surtout, un poids réduit. Combien plus léger? Selon l'ingénieur de la batterie de GM Andy Oury, l'adoption des cellules LMR permettra de économiser «des centaines de livres par véhicule».
GM travaille sur LMR depuis plus d'une décennie, mais la recherche a vraiment repris au cours des cinq dernières années environ. Aider à accélérer les choses, GM a découvert que LG Energy Solution travaillait également sur la chimie LMR, et un partenariat a été formé. Des économies de coûts supplémentaires se trouvent dans le facteur de forme cellulaire prismatique beaucoup plus simple, ce qui réduit à son tour les problèmes et les refus sur la chaîne de montage.
Pourquoi c'est important
Bien que cette percée ne semble pas aussi excitante que celles récemment annoncées par les entreprises chinoises, y compris une charge hyper rapide qui peut ajouter 250 ou même 300 miles de portée en 5 minutes – Kurt Kelty, vice-président de la batterie, de la propulsion et de la durabilité, souligne que «ce (développement) n'est pas une seule. C'est quelque chose que nous verrons sur le marché», dans les véhicules de production.
GM indique en outre que ses garanties de batterie resteront au moins là où elles se trouvent aujourd'hui, soit 8 ans ou 100 000 miles. Il indique également que les nouvelles batteries seront encore plus rapides à charger que la variante NMC dans le Hummer EV, Silverado EV et Sierra EV, qui sont les camions électriques les plus rapides disponibles aujourd'hui, et qu'ils offriront des performances de temps froid améliorées.
D'autres développements ne peuvent pas être éloignés, si la taille et la portée des installations de développement de la batterie de GM sont une indication. Le constructeur automobile a plusieurs laboratoires consacrés au test de nouvelles chimies, et environ un tiers des 147 000 pieds carrés d'espace de R&D au GTC sont consacrés à la recherche sur les batteries.
Un travailleur de laboratoire GM versant un échantillon de suspension dans un récipient. Cette suspension sera utilisée pour enrober la cathode ou l'anode de la cellule de la batterie.
Mais ce n'est que le début des installations de la batterie de GM. Ailleurs au GTC, l'assemblage des pilotes GM de petites cellules avec de nouvelles produits chimiques dans un laboratoire sur place, construit des essais de cellules pleine grandeur à grande échelle dans une installation plus grande distincte (le Wallace Battery Cell Innovation Center), et testera bientôt la production de volume à grande échelle identique à celles de l'Ohio et du Tennessee Plantes Plantes telles que SAMSUNG Building est fini dans 2027. Testez la faisabilité de la production à grande échelle sur leurs lignes pilotes.
Le fait d'avoir des recherches, du développement et de la production de bout en bout dans l'univers GM devrait continuer à entraîner les coûts de batterie vers le bas. Le plan de GM est également d'augmenter sa base de fournisseurs autour de ses usines de batterie pour réduire ou éliminer les temps d'expédition ou d'arrêt coûteux en raison de retards de matériaux.
Le rival de Crosstown Ford a également annoncé des batteries LMR pour ses véhicules électriques, mais n'a pas un délai aussi précis que GM, disant seulement qu'il s'attend à les mettre en production d'ici la fin de la décennie. Pour sa part, GM dit qu'il veut absolument être le premier à commercialiser avec la technologie lors de son lancement en 2028.
Ce faisant, la société espère aider à stimuler la création d'une industrie de batterie de pointe en Amérique, selon Kelty, l'ancien chef de la batterie de Tesla qui a rejoint GM il y a 18 mois. Les entreprises chinoises restent un énorme défi, selon Kelty, en raison de leurs massifs services de R&D et de leurs subventions gouvernementales tout aussi importantes. La priorité de son groupe est d'aider à atteindre la parité des prix avec les véhicules de glace tout en fournissant la même gamme ou meilleure.
La prochaine frontière est les batteries à semi-conducteurs, sur lesquelles Kelty dit que GM travaille, mais étant donné le coût élevé actuel de la technologie, ils n'aideront pas les véhicules électriques à devenir moins chers – et donc plus populaires – à tout moment.
