De nouvelles tendances dans le marché des batteries Li-on.

L'industrie des batteries lithium-ion (Li-ion) subit des changements importants dans l'utilisation des matériaux, stimulés par la demande croissante pour les véhicules électriques (VE) et les applications de stockage d'énergie stationnaire. Malgré certaines préoccupations à court terme concernant l'adoption des VE, les perspectives à long terme pour la demande de batteries Li-ion restent positives en raison des progrès technologiques et de la baisse des prix des batteries, de l'augmentation de la pénétration des énergies renouvelables et des politiques globalement favorables. IDTechEx prévoit que le marché mondial des batteries Li-ion atteindra plus de 400 milliards de dollars américains d'ici 2035.
Cet article explore les principales tendances des matériaux qui façonnent le marché des batteries Li-ion, en particulier l'essor du phosphate de fer lithium (LFP) et les évolutions concernant les matériaux à base de graphite. Pour une analyse plus approfondie et une discussion sur les tendances des matériaux Li-ion, des technologies, des acteurs et des marchés, consultez le rapport IDTechEx intitulé « Li-ion Battery Market 2025-2035 : Technologies, Players, Applications, Outlooks and Forecasts ».

Tournant vers les batteries LFP
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À mesure que l'industrie des véhicules électriques passe des premiers adopteurs au marché de masse, l'accent doit être mis sur l'accessibilité. Dans ce contexte, le phosphate de fer lithium (LFP) s'est imposé comme une option attrayante pour les batteries de VE en raison de son coût inférieur par rapport aux alternatives comme les chimies nickel-manganèse-cobalt (NMC) et nickel-cobalt-aluminium (NCA). Le LFP est un choix particulièrement attractif, car les constructeurs automobiles cherchent à produire des modèles électriques plus abordables, avec de nombreux fabricants, en dehors de la Chine, prévoyant d'adopter davantage de LFP, dont Hyundai, Volkswagen, Renault, Stellantis et Ford, parmi d'autres.
La part du LFP sur le marché mondial des batteries augmente régulièrement, principalement en raison de la nouvelle adoption des cathodes LFP pour les VE en Chine. L'influence du LFP s'étend désormais au-delà de la Chine, avec des adopteurs précoces en Europe et aux États-Unis, ainsi qu'une préférence croissante dans le secteur du stockage d'énergie stationnaire, où le prix et le coût nivelé sont des facteurs cruciaux. Toutefois, bien qu'il existe des efforts pour commencer à produire du LFP en dehors de la Chine, presque tous les matériaux actifs de cathodes LFP et les cellules de batterie sont actuellement fabriqués en Chine, ce qui soulève des inquiétudes concernant la sécurité des chaînes d'approvisionnement et les risques géopolitiques pour les fabricants qui dépendent du LFP, notamment aux États-Unis.

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LMFP comme réponse aux limitations de densité énergétique de l'LFP

Bien que l'LFP offre des avantages significatifs en termes de coût, ainsi que des avantages liés à la durée de vie des cycles et à la stabilité thermique, il présente un inconvénient majeur : sa densité énergétique est inférieure à celle des chimies NMC ou NCA. Malgré des améliorations dans la conception des packs de batteries, cela limite l'autonomie des VE alimentés par des batteries LFP, ce qui est un critère clé pour les constructeurs automobiles et les consommateurs. Le phosphate de fer lithium-manganèse (LMFP) est apparu comme une solution potentielle à ce défi. Le LMFP conserve les avantages de coût de l'LFP tout en améliorant la densité énergétique grâce à l'ajout de manganèse dans la composition de la cathode. Cette évolution pourrait aider à combler l'écart de performance entre les batteries LFP et celles à base de NMC, tout en maintenant la structure de coût bas de l'LFP. Des projets sont en cours pour développer et étendre la capacité de production de LMFP par des fabricants clés de cathodes, tels que Dynanonic et Ronbay, ainsi que par des entrants plus récents comme Lithium Australia/VSPC ou Mitra Chem. Le rapport d'IDTechEx « Li-ion Battery Market 2025-2035 : Technologies, Players, Applications, Outlooks and Forecasts » fournit des perspectives de production pour les matériaux actifs de cathodes et des prévisions de la demande en GWh de batteries par cathode jusqu'en 2035.

Le graphite artificiel gagne des parts face au graphite naturel

Une autre tendance notable dans les matériaux de batterie concerne le marché de l'anode, où le graphite artificiel gagne du terrain par rapport au graphite naturel. IDTechEx estime que le graphite artificiel représentait environ 73 % du marché des anodes en graphite pour batteries Li-ion en 2023, contre environ 60 % en 2020. Le principal moteur de ce changement est le coût. Historiquement, le graphite artificiel était plus cher que le graphite naturel en raison des besoins énergétiques liés à la graphitisation, mais il offrait une plus grande fiabilité dans la production des matériaux ainsi que des avantages en termes de performance, notamment en ce qui concerne la capacité de charge et la durée de vie des cycles. Cependant, la baisse des prix de l'énergie en Chine et une forte concurrence ont entraîné une baisse des prix du graphite artificiel, avec des prix aussi bas que 6 USD/kg pour des anodes de haute qualité. Cela a rendu le graphite artificiel plus attractif pour les fabricants de batteries qui cherchent à optimiser à la fois le coût et la performance, entraînant une utilisation accrue. Il est important de noter que cela crée également une barrière à l'adoption de matériaux alternatifs pour les anodes dans des applications sensibles au coût, tels que les matériaux à base de silicium, dont les prix peuvent être de plusieurs ordres de grandeur supérieurs sur une base USD/kg.

Le marché des batteries stimulé par le coût

Ce qui lie les tendances actuelles dans le choix des matériaux pour les anodes et les cathodes, c'est le coût. L'utilisation de l'LFP et le développement d'autres cathodes à faible coût, telles que le LMFP, sont un exemple principal de la focalisation accrue sur le coût et le prix dans l'industrie des batteries Li-ion. Le récent passage au graphite artificiel plutôt qu'au graphite naturel s'explique également par la baisse des prix. Une concurrence substantielle et un excédent de capacité à travers toute la chaîne de valeur des batteries font encore baisser les prix. Cela sera très avantageux pour les acheteurs de batteries et les consommateurs, mais crée des obstacles considérables pour les acteurs souhaitant pénétrer le marché, en particulier en Europe et en Amérique du Nord, où des chaînes d'approvisionnement et des industries moins développées créent une barrière supplémentaire à la concurrence avec les acteurs et fabricants asiatiques établis.

Une large gamme de matériaux et de technologies émerge pour répondre aux besoins d'une industrie des batteries Li-ion en forte croissance, mais la clé de l'adoption réussie de tout matériau ou technologie réside dans le coût. Les récentes évolutions vers l'LFP et le graphite artificiel en témoignent. Les innovations et développements qui permettront d'améliorer la performance, la sécurité et les avantages environnementaux tout en maintenant des prix bas et compétitifs seront essentiels pour la croissance continue de l'industrie des batteries et pour les projets de décarbonation qui en dépendent.

Source : www.IDTechEx.com

​Reportage de Silence on Roule - Le podcast

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