Un séparateur unique (LED) et une cellule de poche monocouche (à droite) d’une présentation d’investisseur QuantumScape. L’entreprise devra en fabriquer des milliers pour devenir rentable. Image: Présentation QuantumScape
Plus tôt cette semaine, le PDG de Tesla Inc., M. Elon Musk, a partagé son expérience de la montée en puissance de la production des véhicules de son entreprise. Tesla, qui a été tristement célèbre pour ses problèmes de production, n’a réussi que récemment à produire régulièrement des véhicules à partir de ses installations aux États-Unis et en Chine.
Bien qu’ils parlent de la production de véhicules, les commentaires de l’exécutif illustrent à quel point la société de recherche sur les batteries Quantum Scape aura du mal à atteindre ses objectifs d’équiper la majeure partie des véhicules électriques avec des batteries à semi-conducteurs dans un proche avenir. Quantum Scape recherche actuellement un nouveau matériau de séparation qui sépare son anode au lithium-métal de la cathode et agit comme un électrolyte pour mélanger les électrons dans les deux sens dans la batterie.
“.. Ceux qui n’ont jamais fait de production ne comprennent pas à quel point c’est incroyablement difficile,”Présente Musk lors de l’appel aux investisseurs de Tesla
Les commentaires de Musk sont venus en réponse à une question portant sur les progrès de l’usine de fabrication de Tesla à Berlin, en Allemagne, concernant un test de référence par l’exécutif postulant plus tôt qu’une amélioration de cinq à dix fois par rapport à la première ligne de production Model 3 était possible.
En réponse, Musk a déclaré:
Oh, je pense que nous en sommes encore assez loin. Je veux dire que la chose à garder à l’esprit avec la production est que pour ceux qui n’ont jamais fait de production, ils ne comprennent tout simplement pas à quel point la production est incroyablement difficile. Je veux être très très catégorique ici. Les protoypes sont triviaux. C’est un jeu d’enfant. La production est difficile. C’est très difficile. Maintenant, vous parlez de production à grande échelle avec une fiabilité élevée et un faible coût? Incroyablement difficile. Ce que Tesla a réalisé du côté de l’automobile n’a pas été de créer une voiture automobile. Ce qui est vraiment profond du côté de l’automobile, c’est que Tesla a été le premier constructeur automobile américain à atteindre une production en volume en cent ans et à ne pas faire faillite. Fondamentalement, moi-même et beaucoup d’autres à Tesla avons eu plusieurs anévrismes pour y parvenir. C’était si dur de n’avoir aucune idée. Et la chose à propos de la création d’un objet grand et complexe est disons que vous avez une approximation de premier ordre, 10000 éléments uniques. Et même l’un de ces éléments est lent, cela signifie que vous attendez, juste un. Peu importe comment-si trivial. Nous avons eu un arrêt de production à cause de tapis dans le coffre. Nous avons eu un arrêt de production à cause d’un câble USB. À un moment donné, pour la Model S, nous avons littéralement fait une descente dans tous les magasins d’électronique de la région de la baie.
Pendant quelques jours là-bas, personne n’a pu acheter un câble USB dans la région de la Baie parce que nous sommes allés les acheter tous pour les mettre dans la voiture, littéralement. Et il y a des centaines d’histoires comme ça. Donc de toute façon, cela… résoudre ces contraintes et un problème de logistique qui donne à la Seconde Guerre mondiale une apparence triviale. Je ne plaisante pas. Comme la balance est insensée. Nous parlons de millions de voitures, d’une chaîne d’approvisionnement mondiale massive, de 30 pays, de dizaines de régimes réglementaires. C’est fou. Alors oui.
Comment cela s’applique-t-il à QuantumScape? L’entreprise travaille actuellement sur une cellule prototype beaucoup plus petite que celle qui alimentera potentiellement un futur véhicule électrique. Il développe également une version multicouche de cette cellule, qui marque la première des nombreuses étapes de la mise à l’échelle de ses prototypes vers une batterie entièrement utilisable.
Il s’attend à ce que la production de masse commence en 2024, dans l’espoir d’être l’un des principaux fournisseurs de batteries du constructeur automobile allemand Volkswagen.
Cependant, certains des problèmes qui Les progrès de QuantumScape incluent la mise à l’échelle de sa conception de cellule à une conception impliquant un grand nombre de couches et la fabrication de son matériau de séparation en vrac. De plus, étant donné que la société a déclaré que son matériau séparateur (celui qui se situe entre les extrémités positive et négative d’une batterie) est exclusif, Quantum Scape aura probablement besoin d’un équipement propriétaire pour le produire.
En supposant que la cellule QuantumScape finale utilise 50 couches, et 2500 sont nécessaires pour alimenter un seul véhicule (le modèle 3 de Tesla a 3700 cellules avec 50 à 100 couches), puis par véhicule, QuantumScape devra fabriquer 125000 couches du séparateur.
La batterie de 85 kWh de Tesla pour la Model S. Image: Electrek
En supposant en outre que Volkswagen expédie 20 000 véhicules électriques (moins d’un dixième des livraisons de Tesla en 2020), QuantumScape devra fabriquer 2,5 millions de couches de séparation simplement pour suivre le rythme du constructeur allemand.
Les données des tests de cellules multicouches de la société pourraient ne pas être disponibles d’ici la fin de cette année pour déterminer de manière adéquate si elle est prête à verrouiller les spécifications du séparateur en céramique. Si QuantumScape peut se rapprocher de la conception d’un séparateur final d’ici la fin de cette année, il devra encore faire face au passage d’une cellule de batterie à une seule couche de 70 mm x 85 mm à la fabrication de milliers d’entre eux pour une seule batterie de voiture.
Bien entendu, puisqu’il s’agit d’une société cotée en bourse, QuantumScape doit divulguer les risques liés à son activité à la Securities and Exchange Commission (SEC). Ainsi, dans sa divulgation de déclarations prospectives pour sa dernière mise à jour de la batterie , note QuantumScape:
La société fait face à des obstacles importants dans ses tentatives de produire une cellule de batterie à semi-conducteurs et peut ne pas être en mesure de développer avec succès sa cellule de batterie à semi-conducteurs. Construire de grands volumes de cellules multicouches dans le facteur de forme commercial et avec un nombre de couches plus élevé nécessite un effort de développement substantiel. La société pourrait rencontrer des retards importants et/ou des défis techniques pour reproduire les performances observées dans ses cellules monocouche et les premiers tests des cellules à quatre couches de plus petit facteur de forme et pour atteindre les objectifs de rendement, de fiabilité, d’uniformité et de performances élevés requis pour les applications commerciales. production et vente. La Société peut rencontrer des retards et d’autres obstacles dans l’acquisition, l’installation et l’exploitation de nouveaux équipements de fabrication pour des processus automatisés et/ou en flux continu, y compris des retards de fournisseurs (que nous avons déjà rencontrés [EMPHASIS ADDED]) et des défis l’optimisation des processus de fabrication complexes. La Société peut rencontrer des retards dans l’embauche des ingénieurs dont elle a besoin pour étendre ses efforts de développement et de production, des retards dans l’acquisition de l’installation pour QS-0 et des retards causés par la pandémie COVID-19.
Dans l’ensemble, QuantumScape a du pain sur la planche, et les données futures de sa cellule multicouche doivent être examinées de près pour évaluer les perspectives à long terme de l’entreprise.
