Les véhicules électriques (VE) sont de plus en plus présents dans le monde entier. Le secteur des batteries automobiles cylindriques de Panasonic contribue à alimenter le nombre toujours croissant de véhicules électriques sur les routes. Pionnier dans le segment des batteries automobiles, Panasonic a été à la pointe de l’industrie grâce à un raffinement constant. Aujourd’hui, ce centre de profit est à l’aube d’une nouvelle évolution.
Saisir les défis pour créer une nouvelle valeur
Les batteries lithium-ion cylindriques de Panasonic ont été conçues à l’origine pour offrir une longévité et une légèreté exceptionnelles aux ordinateurs portables, mais l’émergence de la demande de batteries à usage automobile à la fin des années 2000 a conduit au développement de l’activité batteries automobiles de Panasonic. Bien que les exigences de performance pour cette nouvelle application aient constitué un défi, l’entreprise s’est appuyée sur des décennies d’expérience dans la production de divers types de batteries, et en 2017, Panasonic a mis en service une usine de fabrication de batteries automobiles cylindriques en Amérique du Nord. Dédiée à la production de batteries automobiles à une échelle sans précédent, l’installation a été développée dans le but de positionner Panasonic pour jouer un rôle actif dans un avenir où les véhicules électriques sont devenus omniprésents dans le contexte d’un engagement mondial à résoudre les problèmes environnementaux.
hawn Watanabe, responsable de la technologie et de la fabrication énergétiques, a été le fer de lance du lancement de l’usine en Amérique du Nord. « Nous avons mis en place l’opération en Amérique du Nord en nous appuyant sur le savoir-faire que nous avons acquis de la production de batteries lithium-ion au Japon, un savoir-faire qui a permis us pour construire une usine cinq fois plus grande et trois fois plus rapide que les installations conventionnelles. En raison de la nature du produit, nous devions répondre à des normes extrêmement élevées en matière de sécurité et de qualité, et avec une nouvelle main-d’œuvre dans un endroit avec une culture et une langue différentes tout en étant agile et précis. Nous ne pourrions faire de compromis sur aucun de ces points si notre objectif était la production ininterrompue de batteries de haute précision. »
« En relevant le défi, nous avons communiqué les uns avec les autres, localisé le système de fabrication méticuleux utilisé au Japon et apporté de nouvelles améliorations en fonction des besoins locaux. Collectivement, nous avons forgé une solide relation de confiance avec nos collègues américains, et les résultats parlent d’eux-mêmes. »
Leader en haute densité énergétique et performance environnementale
Panasonic travaille actuellement sur deux types de batteries automobiles cylindriques : les 1865 et 2170. Les deux premiers chiffres indiquent le diamètre (18 mm/21 mm) et les deux seconds indiquent la hauteur (65 mm/70 mm). Les derniers modèles offrent le plus haut niveau de densité énergétique au monde.
Une clé pour atteindre une densité énergétique élevée est d’améliorer la composition chimique des matériaux actifs (les matériaux qui stockent l’électricité) dans la cathode et l’anode afin que plus d’électricité puisse être stockée. Une autre consiste à augmenter la quantité de matière active dans l’espace limité de chaque batterie. Dans ces deux domaines, Panasonic s’est appuyé sur le savoir-faire technologique pour atteindre le plus haut niveau de performance.
Les batteries d’aujourd’hui ont besoin de plus que de simples performances pour être compétitives : elles doivent également être durables. Panasonic a réussi à réduire drastiquement la quantité de cobalt dans ses batteries lithium-ion. Explique Watanabe : « Nous avons commencé à faire des recherches sur les batteries lithium-ion dans les années 1980, et depuis lors, nous sommes parfaitement conscients de la nécessité de résoudre le problème des métaux rares. Notre objectif dès le premier jour était de minimiser la quantité de cobalt utilisée pour les batteries automobiles. »
Le cobalt, qui a la capacité de stabiliser les structures cristallines, est un matériau important pour atteindre la stabilité thermique. Le type de matériau actif cathodique utilisé par Panasonic – NCA* – nécessite moins de cobalt que l’alternative – connue sous le nom de NCM**. Panasonic a progressivement réduit la quantité de cobalt dans chaque batterie à moins de 5 % grâce à l’utilisation d’éléments alternatifs et de traitements de surface. Grâce à un partenariat stratégique avec Redwood Materials, une entreprise nord-américaine de recyclage de batteries, Panasonic travaille activement à faire progresser la durabilité dans la chaîne d’approvisionnement, ce qui lui permettra de réutiliser le cobalt et d’autres matériaux. Dans le but de mettre en œuvre des méthodes d’extraction et de production de lithium respectueuses de l’environnement, Panasonic a également commencé à collaborer avec une société d’énergie pour la validation et l’optimisation de processus durables basés sur sa connaissance de l’industrie. Les batteries les plus récentes de Panasonic, qui combinent une densité énergétique plus élevée avec une utilisation réduite du cobalt, ont été introduites dans toutes les gammes au cours de l’exercice 2020.
*NCA : Matériau de cathode pour batteries lithium-ion à base de nickelate de lithium (nickel/cobalt/aluminium)
**NCM : Matériau de cathode pour batteries lithium-ion basé sur un système ternaire (nickel/cobalt/manganèse )
Les « points forts » de la prochaine évolution
La capacité est la prochaine étape de l’évolution de la batterie automobile. Panasonic va de l’avant avec le développement d’une grande batterie automobile cylindrique de nouvelle génération, qui a un diamètre de cylindre plus de deux fois la taille actuelle, et la première étape consistera à mettre en place une ligne de test au Japon pour vérifier la sécurité et les performances. Le marché attend avec impatience la plus grande batterie pour deux raisons : une plus grande capacité signifie qu’il faut moins de batteries pour atteindre le même niveau de performance ; une plus grande capacité réduit également le nombre de supports sur la carrosserie du véhicule, réduisant le nombre de points de soudure et contribuant à un meilleur coût global.
Mais la capacité présente ses propres défis, notamment de nouvelles conceptions et un niveau de sécurité plus élevé. Avec un contrôle qualité complet régissant chaque processus et technologie de fabrication capable de produire des électrodes plus grandes, Panasonic dispose du savoir-faire accumulé pour fournir à la fois capacité et sécurité.
L’évolution des batteries automobiles de Panasonic est motivée par la recherche d’une « valeur optimale » pour le client. L’augmentation de la capacité en est un exemple. La véritable force de Panasonic est sa capacité à répondre aux besoins des utilisateurs, tels que la conduite sur de longues distances et la conduite en ville, en tirant parti de ses avantages en termes de densité énergétique et de performances environnementales.
Panasonic s’engage à relever et à résoudre les défis environnementaux mondiaux, et le secteur des batteries automobiles a un rôle important à jouer dans la promotion de la mobilité durable. Selon Watanabe : « L’électrification des véhicules est un moyen efficace pour promouvoir la diversification des sources d’énergie de mobilité. Nous continuerons à relever le défi de fournir des solutions aux problèmes environnementaux mondiaux grâce à l’évolution de notre technologie. »
Dans le cadre de la transition vers une structure de holding en avril 2022, il y aura la création d’une nouvelle entreprise énergétique, Panasonic Energy Corporation, qui jouera un rôle clé dans la réalisation des objectifs à l’échelle du Groupe de devenir carbone- neutre et générant plus d’énergie que ce qui est consommé. Alors que le monde évolue vers la décarbonisation, le secteur des batteries automobiles augmente régulièrement sa présence au Japon, aux États-Unis et Europe. D’autres innovations accéléreront l’évolution de la batterie automobile en tant qu’outil essentiel pour réduire la charge sur l’environnement mondial tout en favorisant l’omniprésence des véhicules électriques.
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