Qu’est-ce qu’une batterie prismatique ?
Quand on parle de batteries, qu’elles soit lithium-ion ou d’une autre technologie, on parle principalement de trois formes de batterie :
- des batteries rondes, ou piles
- des batteries plates, ou prismatiques
- ou des batteries poches, ou pouch
Les cellules de batteries de téléphones portables, ou d’autres appareils électriques de faible taille, sont quasiment toutes soit des pouch, plates comme des feuilles, soit des prismatiques, un peu plus épaisses et rigides.
A contrario, pour les batteries automobiles, on utilise aussi des piles, appelées 18650 (18×650 dixièmes de mm) ou 21700 (21×700 dixièmes de mm dans la Tesla Model 3) que l’on arrange dans des modules, en parallèle ou en série, pour augmenter la tension et/ou l’intensité totale de la batterie (donc la puissance). Les batteries prismatiques, sont composées des cellules reliées entre elles, et positionnées en sandwich dans des « packs ». On soulignera que Nissan utilise des cellules poches (ou pouch cells) pour la batterie de sa Nissan Leaf.
Chacune des solutions a ses avantages et ses inconvénients. Les piles sont plus faciles et plus rapides à produire. Elles sont aussi plus stables sous la charge et les arrangements dans les packs sont faits de telle manière qu’un défaut sur une pile a un impact limité sur l’ensemble de la batterie. En revanche, elles n’ont pas la meilleure forme pour la compacité puisque tubulaires. En effet, une pile ronde, c’est 78,5% de volume utile par rapport au volume occupé.
Les piles prismatiques ont cet avantage de limiter la perte d’espace vide. Par contre, elles sont plus sujettes aux courts-circuits, sensible à la chaleur et la dilatation lors d’une charge (on se souvient des ennuis de Samsung avec des batteries trop contraintes en espace et qui gonflaient, voire explosaient). Les prismatiques pourraient permettre des recharges bien plus rapides que les meilleures recharges du moment. Un enjeu crucial pour le développement de la voiture électrique.
Fournir Toyota, mais aussi d’autres clients
Officialisé il y a un an, la coentreprise prend donc officiellement corps en ce début de 2020. Toyota et Panasonic décident de se lancer dans l’aventure de la batterie prismatique pour l’automobile, mais aussi, précise le communiqué, pour d’autres formes de mobilité.
La coentreprise, ou joint venture, doit permettre, à terme, de produire des batteries prismatiques performantes, à un prix compétitif. L’un des défis sera donc de fiabiliser ces batteries prismatiques face aux risques de court-circuit ou de gonflement dangereux.
« Le nom de la coentreprise reflète la forte détermination de Toyota et Panasonic à fournir à leurs clients ― tout en travaillant à l’unisson avec de nombreux amis pour garder notre terre irremplaçable abondante et propre ― des solutions à large valeur ajoutée, incluant, et bien plus, de la fourniture d’énergie sous forme de batteries ».
Eléments de la co-entreprise
| Name | Prime Planet Energy & Solutions, Inc. |
|---|---|
| Location |
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| Start of operations | April 1, 2020 (planned) |
| Executive structure |
Representative Director and President: Hiroaki Koda (Toyota)
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| Business |
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| Ownership | Toyota: 51 percent; Panasonic: 49 percent |
| Number of employees | Approximately 5,100 (including 2,400 at a subsidiary in China) |
Un ancien banquier central anglais disait : « Il y a trois sortes de banquiers : ceux qui savant compter et ceux qui ne savent pas compter ».
700 MM de haut les cylindriques ?
Il s’agit évidemment de dixièmes de mm. Merci du signalement.
@Thibaut
Il me semble qu’il n’y a que Tesla qui utilise des cellules cylindriques.
Tous les autres, à part Nissan, utilisent des cellules prismatiques.
TM3 SR+ 52 kWh 96 blocs contenant 34 cellules 21700 (3264) de 21,2 mm de diamètre × 70,1 mm hauteur –> volume de 81 litres de masse active et 17,7 m² d’enrobage mais dans les faits à touche touche chaque cellule nécessite un carré de 21,2 mm de côté soit un volume total de 104 litres.
Zoé 52 possède 192 cellules. Considérant la même masse active, une cellule tient dans un cube de 75 mm de côté et on a seulement 6,5 m² d’enrobage, à touche touche les cellules nécessitent uniquement un volume de 80 litres.
Donc passage de cellules pirmastiques à des cellules cylindriques –> + 28 % en volume et +272 % d’enrobage.
On peut sans problème affirmer que les émissions de CO2 pour fabriquer des cellules cylindriques sont bien plus importantes que pour les cellules prismatiques de même performance du fait d’une augmentation très importante de l’enrobage requis (en aluminium) et du volume de stockage requis.
De mémoire les piles rondes ont aussi l’inconvénient d’être moins sécurisées contre le risque de surchauffe (plus compact) et donc de s’enflammer.
Tesla a contourner le problème avec un dispositif de refroidissement très important pour celles-ci. Cela a été possible grâce au fait que les piles rondes ont plus de surface inutilisés une fois assemblé, et ce vide est rempli avec le liquide de refroidissement.
Donc batterie moins chère tout en étant performante, mais plus dangereuse (inflammable) en cas d’accident de la route.
Et puis petites batteries rondes signifie un Volume de Soudure Immense pour assembler toutes ces petits modules. Donc fiabilité dans le temps? 10 à 15 ans?
C’est pourquoi tous les autres auraient refusé les batteries rondes?
@versdemain
Le liquide de refroidissement est dans des capillaires en cuivre qui serpentent entre les cellules.
https://hybridlife.org/attachments/tesla_s_85_batterie_vue_interieur_circuit-jpg.722/
Le gros problème des accus cylindriques est …. qu’une fois sur 2 on les place à l’envers 😉
Bonsoir Toyota et Panasonic s’associent pour ces batteries prismatiques pour commencer mais vont t’ils s’associer pour les batteries dites » solides » on parle de 2025 pour sortir ces batteries pour Toyota… Vu les bénéfices énormes de Toyota et les essais sur ces dites batteries » solides » et la connaissance de Panasonic sur les batteries cela pourrait être très intéressant pour le futur.
Je pense que Toyota va mettre le paquet pour les batteries électriques et l’hydrogène pour le Japon !!
Pour info Toyota vient de quadruplé son bénéfice net sur la période octobre à décembre : 6,1 milliards de benefice net soit sur la période avril à décembre 2019 ( 3 trimestres ) un gain de 16,7 milliards € net, la clôture sera fin mars 2020. Toyota a relevé son bénéfice sur cette période et table désormais sur 19,46 milliards d’euros de bénéfices net soit 2350 milliards de Yens !!