La forte hausse des prix des matières premières des batteries depuis début 2021 alimente les spéculations quant à une possible destruction de la demande ou à des retards, et laisse penser que les constructeurs automobiles pourraient revoir leurs préférences en matière de véhicules électriques.

La batterie la moins chère a traditionnellement été au lithium-fer-phosphate, ouLFP.Tesla utilise la technologie LFP pour ses modèles d'entrée de gamme fabriqués en Chine depuis 2021. D'autres constructeurs automobiles, tels que Volkswagen et Rivian, ont également annoncé qu'ils utiliseraient la technologie LFP dans leurs modèles les moins chers.

Les batteries nickel-cobalt-manganèse, ou NCM, constituent une autre option. Elles nécessitent une quantité similaire de lithium pour…LFPmais il contient du cobalt, qui est cher et dont le processus de production est controversé.

Le prix du cobalt métal a augmenté de 70 % depuis le début de l'année. Le nickel a récemment connu une forte volatilité suite à une compression des positions courtes sur le LME. Le 10 mai, le prix du nickel à trois mois oscillait entre 27 920 et 28 580 $/tonne en séance.

Parallèlement, les prix du lithium ont grimpé de plus de 700 % depuis début 2021, ce qui a entraîné une forte hausse des prix des batteries.
Selon S&P Global Market Intelligence, le coût des métaux utilisés dans la fabrication des batteries en Chine a augmenté de 580,7 % en mars sur un an pour les batteries LFP (en dollars par kilogramme), atteignant près de 36 $/kWh. Le coût des batteries NCM a quant à lui progressé de 152,6 % sur la même période, pour s'établir entre 73 et 78 $/kWh en février.

"Le cheminlithiumSon prix a augmenté ces 12 derniers mois. La réduction est moins importante que prévu [par rapport au NCM] et, compte tenu des performances, la décision est plus complexe. On pourrait être tenté de sacrifier un peu de performance pour réduire le coût, mais ce n'est plus vraiment moins cher de nos jours », a déclaré un vendeur d'hydroxyde de cobalt.

« Il y avait effectivement des inquiétudes car le coût du LFP représentait un risque trop important pour le segment qu'il cible, à savoir les batteries à bas coût », a confirmé une source productrice de lithium.

« À court et moyen terme, il n’existe pas d’alternatives évidentes aux batteries à forte teneur en nickel (celles qui contiennent au moins 8 parts de nickel). Le retour aux batteries NMC à plus faible teneur en nickel ravive les inquiétudes concernant l’utilisation du cobalt, tandis que les batteries LFP ne peuvent pas encore égaler pleinement les performances en termes d’autonomie et présentent également des caractéristiques à basse température relativement défavorables par rapport aux batteries à forte teneur en nickel », explique Alice Yu, analyste principale chez S&P Global Market Intelligence.

Alors que la technologie privilégiée en Chine est la batterie LFP, on suppose généralement que la technologie NCM jouera un rôle plus important sur les marchés de l'UE, où les consommateurs préfèrent les voitures qui leur permettent de traverser le pays ou le continent avec un minimum de charges.

« Lors de la conception d'usines de batteries, il est essentiel d'examiner la flexibilité. Actuellement, les batteries LFP et NCM ont un prix équivalent. Si le prix des batteries LFP redevient nettement inférieur, nous pourrions envisager de privilégier leur production, mais pour l'instant, nous devons produire des batteries NCM, car il s'agit d'un produit haut de gamme », a déclaré un constructeur automobile.

Un deuxième constructeur automobile a fait écho à ce commentaire : « Les batteries LFP seront bien présentes pour les véhicules d'entrée de gamme, mais ne seront pas adoptées pour les voitures haut de gamme. »

facteur limitant

L’approvisionnement en lithium demeure une préoccupation majeure pour le marché des véhicules électriques et pourrait empêcher toute entreprise de passer facilement aux batteries lithium-polymère.

Une étude de S&P Global Commodity Insights montre que même si toutes les mines de lithium prévues entrent en service dans les délais impartis, avec les spécifications adéquates pour un matériau de qualité batterie, il subsistera un déficit de 220 000 tonnes d’ici 2030, en supposant que la demande atteigne 2 millions de tonnes à la fin de la décennie.

La plupart des producteurs occidentaux de lithium ont la plus grande partie de leur production réservée dans le cadre de contrats à long terme, et les transformateurs chinois ont été occupés à répondre aux besoins des marchés au comptant et des contrats à long terme.

« Nous avons plusieurs demandes ponctuelles, mais nous n'avons actuellement aucune matière première disponible », a déclaré la source, un producteur de lithium. « Nous ne disposons de volumes que lorsqu'un client rencontre un problème ou annule une livraison pour une raison quelconque ; sinon, tout est réservé », a-t-il ajouté.

Les inquiétudes croissantes concernant le lithium et d'autres métaux utilisés dans les batteries, qui pourraient devenir le facteur limitant l'adoption des véhicules électriques, ont incité les constructeurs automobiles à s'impliquer de plus en plus dans la chaîne de valeur en amont de l'industrie.

General Motors investira dans le développement du projet de lithium Hell's Kitchen de Controlled Thermal Resources en Californie. Stellantis, Volkswagen et Renault se sont associés à Vulcan Resources pour s'approvisionner en matériaux auprès du projet Zero Carbon en Allemagne.

Alternative aux ions sodium

Face aux pénuries d'approvisionnement prévues en lithium, cobalt et nickel, l'industrie des batteries explore des solutions alternatives. Les batteries sodium-ion sont considérées comme l'une des options les plus prometteuses.

Les batteries sodium-ion utilisent généralement du carbone pour l'anode et des matériaux de la famille du bleu de Prusse pour la cathode. « Différents métaux peuvent être utilisés à la place du bleu de Prusse, et cela varie selon les fabricants », explique Venkat Srinivasan, directeur du Centre collaboratif Argonne pour la science du stockage de l'énergie (ACCESS), basé aux États-Unis.

Le principal avantage des batteries sodium-ion réside dans leur coût de production inférieur, selon certaines sources. Grâce à l'abondance du sodium sur Terre, ces batteries pourraient coûter de 3 % à 50 % de moins que les batteries lithium-ion. Leur densité énergétique est comparable à celle des batteries LFP.

Contemporary Amperex Technology (CATL), l'un des plus grands fabricants de batteries en Chine, a dévoilé l'an dernier sa première génération de batteries sodium-ion, ainsi que sa solution de pack de batteries AB, démontrant ainsi sa capacité à intégrer des cellules sodium-ion et lithium-ion dans un même pack. Selon CATL, le processus de fabrication et les équipements des batteries sodium-ion sont compatibles avec ceux des batteries lithium-ion actuelles.

Mais avant que la technologie sodium-ion puisse atteindre une échelle commerciale significative, certains problèmes doivent être résolus.

Des améliorations restent à apporter au niveau de l'électrolyte et de l'anode.

Comparée à une batterie à base de LFP, la batterie sodium-ion est plus performante lors de la décharge, mais moins performante lors de la charge.

Le principal facteur limitant est que sa disponibilité commerciale n'est pas prévue avant un certain temps.

De même, des milliards de dollars d'investissements ont été réalisés dans la chaîne d'approvisionnement des batteries lithium-ion, basée sur des procédés chimiques riches en lithium et en nickel.

« Nous étudierons certainement la technologie sodium-ion, mais nous devons d'abord nous concentrer sur les technologies existantes et sur la mise en service de l'usine », a déclaré un fabricant de batteries.