Le groupe Volkswagen s’est engagé dans le développement de la mobilité électrique. 70 véhicules tout électriques seront lancés dans les dix prochaines années au prix de 30 milliards d’euros d’investissement d’ici 2023. Au coeur de cette stratégie, les batteries jouent un rôle essentiel.
Un plan extrêmement ambitieux a été lancé : création de plates-formes entièrement dédiées à la fabrication de véhicules 100 % électriques, transformation des sites de production existants, neutralité carbone de l’approvisionnement jusqu’au recyclage, création d’infrastructures de recharge partout en Europe, chez les distributeurs et sur les autoroutes avec le consortium Ionity, vente et installation de bornes de recharge chez les clients particuliers et dans les entreprises…
Mais pour livrer des millions de véhicules électriques, la batterie est un maillon fondamental. Le groupe Volkswagen a décidé en conséquence de mobiliser des moyens considérables pour maîtriser la fabrication des batteries et viser l’excellence. Des partenariats ont été noués avec des grands noms de l’industrie et de la recherche.
Les clients ne sont pas oubliés : la marque Volkswagen garantit que les batteries de l’ID.3 et de ses futurs modèles resteront efficientes après 8 ans et 160 000 km.
Quelle stratégie industrielle ?
La maîtrise de la fabrication des batteries nécessite des moyens industriels considérables : on parle souvent de gigafactories, à l’instar des usines installées en Asie ou aux États-Unis qui ont des capacités de production de plusieurs dizaines de GWh par an. Une stratégie batteries ne peut se concevoir qu’à l’échelon européen voire mondial.
Une stratégie européenne
Partenaire de Northvolt. Le groupe Volkswagen a d’ores et déjà une politique d’approvisionnement diversifiée auprès de plusieurs partenaires : LG Chem et Samsung pour l’Europe, CATL pour la Chine et l’Europe, SKI pour l’Europe et les États-Unis. Volkswagen n’entend pas remettre en cause cette politique d’achats. En parallèle, le groupe s’est cependant rapproché de Northvolt, fournisseur européen de systèmes et de cellules de batterie durables et de haute qualité, qui prévoit de construire une gigafactory au nord-ouest de la Suède avec une capacité de production de 16 GWh, dans une première étape. Fondée en 2016, Northvolt a rapidement progressé dans son ambition de produire la batterie lithium-ion la plus écologique au monde, assortie d’une empreinte minimale en CO2 et d’un taux de recyclage exceptionnel. Outre Volkswagen, Northvolt compte, parmi ses partenaires, Scania, ABB, BMW, Siemens, Vattenfall et Vestas.
Une deuxième gigafactory de batteries à Salzgitter (Allemagne).
Pour autant, le groupe Volkswagen n’oublie pas ses racines et l’importance du marché allemand. Ainsi Volkswagen a-t-il décidé d’investir plus de 450 millions d’euros dans le centre d’excellence de Salzgitter (Allemagne), usine historique du groupe, jusqu’alors dédiée à la fabrication de boîtes de vitesse.
En réunissant le développement, les tests et le pilotage d’une ligne de production de batteries Li-ion, le groupe Volkswagen se met en capacité de définir ses propres standards de développement des éléments clés de l’électrification de ses véhicules. L’approvisionnement, la production et donc les coûts de fabrication seront sous contrôle, ce qui est fondamental lorsque l’on sait que le coût d’une batterie représente une part substantielle du prix de la voiture électrique.
Associé à Northvolt, Volkswagen engagera également la construction d’une nouvelle usine sur son site de Salzgitter en Allemagne. Elle produira 16 GWh d’accumulateurs chaque année dès 2024 et la co-entreprise entre Volkswagen et Northvolt créera 1 000 emplois sur le site. Cela permettra de répondre aux besoins grandissants en batteries pour véhicules électriques en Europe, évalués à 150 GWh par an dès 2025.
Le groupe Volkswage doit aussi assurer sa capacité de production en Chine
En Asie, la demande se situera en 2025 à un niveau similaire au niveau européen. Cette demande pourrait ensuite doubler d’ici 2030. C’est pourquoi le groupe Volkswagen a récemment annoncé son intention d’acheter 26 % de Gotion, une société chinoise de production de batteries.
Rappelons que le groupe Volkswagen a écoulé 4,23 millions de véhicules en 2019 dans le pays, soit presque 40 % de ses ventes mondiales. Il lui est donc important de répondre à ses ambitions de ventes électriques en Chine où il prévoit d’écouler 1,5 million de véhicules à énergie nouvelle en 2025.
Plus largement, le groupe prévoit de vendre 26 millions de voitures électriques et près de six millions de voitures hybrides dans le monde d’ici 2029.
Les batteries de demain
De moins en moins de cobalt dans les batteries
Jusqu’à présent, les cellules lithiumion à cathode NMC employées par le groupe Volkswagen et d’autres constructeurs contenaient 65 % de nickel, 20 % de manganèse et 15 % de cobalt. On sait que la prochaine génération de batteries lithium-ion NMC ramène ces pourcentages à respectivement 80 %, 10 % et 10 %. Mais les chercheurs de Volkswagen Group s’activent à réduire encore davantage la part du cobalt, voire à la supprimer.
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Des batteries de plus en plus performantes
Ce n’est pas la seule raison qui pousse le groupe Volkswagen à évoluer technologiquement au niveau des batteries : « Nous travaillons en permanence sur de nouvelles améliorations, notamment au bénéfice du coût, de l’autonomie et du temps de recharge ».
Parmi les nouveautés en vue mises en avant, l’utilisation d’anodes en silicium à horizon 2024, pour augmenter la capacité énergétique et répondre à l’accélération de la demande en accumulateurs.
Des partenaires aux avant-postes de la technologie
QuantumScape vise les batteries solides et batteries à semi-conducteurs en espérant dépasser 1 000 Wh/kg de densité énergétique, ce qui permettrait théoriquement d’atteindre des autonomies de 700 km avec une capacité de recharge maximale en quelques minutes.
Le groupe Volkswagen investit 10 millions de dollars dans la start-up Forge Nano Inc. afin de renforcer ses connaissances spécialisées dans le domaine de la recherche sur les batteries. Forge Nano, dont le siège se situe à Louisville, Colorado, États-Unis, développe des procédés de dépôt de couche atomique (Atomic Layer Deposition ou ALD) afin de créer de nouveaux matériaux à noyau et enveloppe, en particulier pour les batteries. L’ALD est un procédé chimique qui consiste à appliquer des revêtements à l’échelle atomique. Grâce à cette technologie, Forge Nano vise à renforcer la densité d’énergie des cellules de batteries dans les véhicules.
La recyclabilité des batteries : une préoccupation essentielle
Le devenir des batteries est souvent présenté comme une atteinte possible à l’environnement. Volkswagen aborde le problème des batteries dans une optique d’économie circulaire et l’étude de leur recyclage des batteries démarre conjointement à celle de la production.
Le groupe travaille sur une utilisation longue des batteries avec des applications multiples, en distinguant trois phases dans le cycle de vie :
- la première vie dans les véhicules ;
- la seconde vie dans des applications diverses : chargeurs mobiles, groupes électrogènes, robots…
- et une troisième vie sous forme de recyclage de la batterie usagée afin de pérenniser la chaîne de valeur par récupération des métaux nobles et des pièces de réemploi.
