Alors que la course entre pays pour l’accès aux composants essentiels des batteries fait rage pour dominer le marché croissant des voitures électriques, une autre bataille cruciale oppose deux types de batteries pour fournir le futur marché de l’automobile.

L’essentiel : Alors que l’industrie automobile poursuit l’objectif ambitieux de rendre les véhicules électriques plus accessibles, avec les coûteuses batteries en ligne de mire, une tendance émerge : les batteries à phosphate de fer et de lithium (LFP) semblent prendre de l’avance en tant que matériau privilégié.

• La technologie est plus récente et en évolution constante.
• Elle offre une plus grande sécurité et stabilité thermique, avec moins de risques d’incendie ou d’explosion.
• Ces batteries ont une longue durée de vie et des cycles de charge/décharge élevés.
• Elles présentent moins de risques de dégradation à haute température.
• Elles sont moins chères à produire que les batteries au nickel-cobalt.

Toutefois : Rien n’est jamais tout rose, les batteries à phosphate de fer et de lithium présentent aussi quelques inconvénients.

• Elles offrent moins de densité énergétique que les batteries au nickel-cobalt, ce qui signifie une capacité de stockage d’énergie inférieure.
  • Elles ont cependant un as dans leur manche : l’ajout de manganèse, un ingrédient de base dans les cellules des batteries rivales nickel-cobalt-manganèse, qui permet aux cellules de phosphate de fer-lithium de contenir plus d’énergie qu’auparavant, offrant ainsi une plus grande autonomie aux voitures électriques – jusqu’à 724 km sur une seule charge, a récemment déclaré Toyota.
• Elles sont moins adaptées aux applications nécessitant une puissance de décharge élevée.

Ne pas enterrer le nickel-cobalt trop vite

De l’autre côté : Face au combo phosphate de fer et lithium, les « vieilles » batteries au nickel-cobalt font de la résistance.

• À l’inverse de leurs rivales, elles offrent une haute densité énergétique, offrant une capacité de stockage d’énergie élevée.
• Elles conviennent également aux applications nécessitant une puissance de décharge élevée.

Les inconvénients : On retrouve ici aussi un miroir des batteries au phosphate de fer et de lithium : leurs forces sont les faiblesses de celles au nickel-cobalt. La liste est donc plutôt longue :

• Elles disposent de moins de stabilité thermique, avec plus de risques de surchauffe ou d’incendie.
• Leur durée de vie est plus courte et les cycles de charge/décharge limités.
• Leur pire faiblesse réside sans doute dans leur coût de production plus élevé en raison de la rareté et du prix élevé du cobalt.
• Pour la même raison, leur impact environnemental est potentiellement plus important en raison de l’extraction du cobalt.

Les circonstances extérieures plaident en faveur du LFP

Outre l’avancée technologique des batteries au phosphore de fer et de lithium, elles bénéficient aussi des complications d’extraction de leurs rivales.

• Les batteries au cobalt-nickel présentent des risques géopolitiques importants liés à la disponibilité et à la distribution du cobalt, qui est principalement extrait dans un nombre limité de pays.
  • Cette dépendance à l’égard de sources d’approvisionnement spécifiques peut créer des tensions géopolitiques, des conflits d’intérêts et des instabilités sur les marchés mondiaux du cobalt.
• En ce qui concerne les batteries au phosphate de fer et de lithium, les risques géopolitiques sont généralement moindres.
  • Étant donné que le phosphate de fer et le lithium sont plus largement répandus dans plusieurs régions du monde, il existe une plus grande diversification des sources d’approvisionnement. Cela réduit la dépendance excessive à l’égard de pays ou de régions spécifiques, ce qui atténue les risques de perturbations géopolitiques.

Que disent les constructeurs ?

Naturellement, face à ces avantages et inconvénients, les constructeurs automobiles penchent de plus en plus vers les batteries à LFP.

• En témoigne son adoption par Tesla il y a deux ans. Et pratiquement tout ce que fait le leader du marché est sous les feux des projecteurs et sert de modèle à ses rivaux, comme sa technique de « Gigacasting ».
  • Notons que les batteries à LFP sont censées aider Tesla et d’autres constructeurs automobiles à proposer des véhicules électriques moins chers sur les marchés internationaux, avec un objectif de prix de base d’environ 25.000 dollars.
• Aux États-Unis, un groupe de constructeurs nationaux et étrangers prévoit d’investir plus de 14 milliards de dollars dans de nouvelles installations de production de batteries LFP, révèle Reuters.
• Toyota et Hyundai, deux des plus grands constructeurs automobiles mondiaux, ont récemment annoncé leur intention d’équiper leurs futurs véhicules de batteries LFP.
• Our Next Energy, société basée dans le Michigan, construit un complexe de fabrication de batteries de 1,6 milliard de dollars et s’appuie sur la technologie LFP.
• Ford prévoit d’ouvrir une usine de fabrication de cellules LFP d’une valeur de 3,5 milliards de dollars afin de réduire le coût des cellules à moins de 70 dollars le kilowattheure, comparé à plus de 100 dollars/kWh pour les cellules nickel-cobalt actuelles.

Le revers de la médaille : Selon Shirley Meng, experte en batteries et directrice du Collaborative Center for Energy Storage Science de l’Argonne National Laboratory, plus de 90% des matériaux et des composants du LFP proviennent de Chine, indique-t-elle à Reuters. Une belle épine dans le pied des gouvernements occidentaux, qui tendent de plus en plus à réduire leur dépendance à Pékin.

• L’Inflation Reduction Act (IRA) de Joe Biden propose ainsi des mesures d’incitation pour le développement de l’ensemble de la chaîne des batteries (sans préférence pour la technologie LFP toutefois).
• De son côté, la Chine cherche d’autant plus à s’accaparer le lithium mondial face à ces menaces. L’Empire du Milieu n’hésite pas à miser sur des pays au régime politique instable pour sécuriser ses projets de mines de lithium.