Au cours de la dernière décennie, les batteries au lithium ont gagné en popularité en raison de leurs performances supérieures dans les applications domestiques et industrielles. La haute densité énergétique et les excellentes capacités de stockage d'énergie électrique de ces batteries sont les principaux facteurs de leur succès. La haute densité énergétique des batteries au lithium signifie qu'elles peuvent stocker plus d'énergie dans un volume plus petit et avec moins de consommation de matériau, ce qui en fait un choix populaire pour les produits petits, portables et portables.
Principaux acteurs du marché mondial des batteries au lithium
La valeur marchande de l'industrie des batteries au lithium est d'environ 54,4 milliards de dollars en 2023. À mesure que la demande de batteries au lithium augmente, les experts prédisent que le marché croîtra de manière constante à un taux de croissance annuel composé d'environ 20,3% de 2024 à 2030. L'industrie automobile est le principal client des batteries au lithium et présente le plus grand potentiel de développement. Grâce à l'amélioration des performances des batteries au lithium et à la réduction des coûts, l'immatriculation de véhicules électriques (VE) dans le monde entier devrait croître de manière exponentielle.
Les États-Unis mènent le marché dans ce domaine, avec une augmentation des ventes de véhicules électriques stimulée par des réglementations favorables et un grand nombre d'opérateurs privés. D'ici 2030, on s'attend à ce que 64% des véhicules légers aux États-Unis soient alimentés par des batteries au lithium. Parmi les principales entreprises de fabrication de batteries au lithium, Albemarle Corporation (ALB) génère les plus gros profits et a une capitalisation boursière de 18,1 milliards de dollars. D'autres acteurs majeurs, tels que LG Energy Solutions de Corée du Sud, le géant industriel japonais Toshiba Corporation et Arcadium Lithium PLC, sont des leaders mondiaux dans le développement de batteries au lithium.
La position de la Chine sur le marché mondial des batteries au lithium
Pendant ce temps, les fabricants de batteries chinois occupent une position clé sur le marché mondial des batteries au lithium. Avec plus d'une décennie d'avance, la Chine est non seulement en tête du monde en termes de capacité de production de batteries en exploitation et prévue, mais elle est également le plus grand marché de véhicules électriques au monde. Bien que la fin des subventions d'État et les pressions économiques au début de 2023 aient temporairement freiné la production de véhicules électriques, les fabricants de batteries restent confiants dans le développement à long terme du marché, annonçant 247 gigawattheures (GWh) de nouvelle capacité de batterie au seul premier trimestre de 2023.
EVE Energy devrait prendre en charge près de la moitié de cette nouvelle capacité, et devrait devenir le deuxième plus grand fabricant de batteries en Chine après CATL en 2030, avec une capacité augmentant de près de 500% par rapport à 2023. Les positions des principaux acteurs tels que BYD, CALB Group et SVOLT Energy Technology resteront inchangées au cours de la période de prévision. De plus, des entreprises telles que Sunwoda Electronic, Chuneng New Energy et Funing Technology auront chacune une production totale de batteries de plus de 100 GWh en Chine d'ici 2030. Les changements rapides dans l'industrie chinoise de la fabrication de batteries signifient que de nouvelles entreprises leaders pourraient émerger en 2030.
Avancées dans la technologie des batteries au lithium et nouvelles batteries au lithium
Les avancées dans la technologie des batteries au lithium ont conduit à des produits plus efficaces et puissants. De nouvelles batteries au lithium émergent chaque mois, et les batteries au phosphate de fer et de lithium (LFP) dominent actuellement le marché. La Chine est le principal fabricant de batteries LFP, produisant 95% des batteries LFP installées dans presque tous les véhicules légers (LDV). En même temps, la chaîne d'approvisionnement pour les batteries au sodium-ion sans lithium est également en train de se mettre en place, avec plus de 100 gigawattheures (GWh) de capacité de fabrication principalement en exploitation ou annoncée en Chine. Avec sa position dominante dans la chimie des batteries LFP, la société chinoise Contemporary Amperex Technology Co., Ltd. (CATL) produit la plupart des batteries de camions. La durabilité et le coût inférieur des batteries LFP en font une alternative préférée aux batteries au lithium traditionnelles.
Les batteries au lithium solide (ASSLBs) deviennent également de plus en plus populaires en raison de leur plus grande sécurité. La plupart des fabricants utilisent des électrolytes de sulfure avec une conductivité ionique élevée pour obtenir des capacités de fonctionnement efficaces. Cependant, la conductivité électronique significative des électrolytes de sulfure (environ 10^-8 S cm^-1) favorise le dépôt direct de dendrites de lithium dans les particules d'électrolyte, entraînant des problèmes graves d'autodécharge.
Les chercheurs ont récemment introduit une stratégie d'isolation électronique des joints de grains (GBEI) pour empêcher les électrons de se transporter à travers les joints de grains (GBs). Cette approche permet aux cellules symétriques Li-Li d'afficher une durée de vie de cycle 30 fois plus longue que celle des électrolytes de sulfure pristins et réduit le taux d'autodécharge des cellules pleines à un tiers de l'original. Les ASSBs Li-LiCoO2 conservent une capacité élevée de 80% après 650 cycles et maintiennent des performances de cyclage stables pendant plus de 2 600 cycles à une densité de courant de 0,5 mA cm-2.
Les innovations futures devraient façonner l'avenir des batteries au lithium, avec l'intégration de nouveaux matériaux jouant un rôle vital dans l'augmentation de la densité énergétique et la réduction des coûts des matières premières, réduisant ainsi le coût des cellules et des packs de batteries. Parmi eux, les nouvelles chimies d'électrolyte sont les plus importantes. Ces formulations sont essentielles pour le développement de matériaux actifs négatifs et positifs pour les batteries au lithium de prochaine génération.
Dans le domaine de la chimie des batteries, la chimie des batteries au lithium nickel manganèse cobalt (NMC) est devenue le leader du marché en raison de sa capacité énergétique supérieure, notamment en termes d'autonomie, la rendant plus attrayante par rapport aux batteries au phosphate de fer au lithium (LFP) moins coûteuses et plus sûres. Bien que la densité énergétique soit un facteur clé dans le choix des batteries, l'utilisation de la technologie LFP en Chine est exempte de frais de brevet jusqu'en 2022, ce qui affecte également l'acceptation du marché de la technologie LFP.
Les batteries NMC auront une part de marché mondiale légèrement supérieure à la moitié en 2023, et une part de marché de près de 70% en Europe, et devraient augmenter à 77,2% d'ici 2030. En revanche, les batteries LFP n'auront qu'une part de marché de 5,2% en Europe en 2023 et devraient encore baisser à 0,5% d'ici la fin de la période de prévision. Sur le marché américain, les batteries LFP devraient avoir une part de marché de 20% d'ici 2030, tandis que les batteries NMC représenteront 50,2% et les variantes d'aluminium NMC 15,3%.
Malgré les réserves limitées de ressources minérales critiques en Europe et aux États-Unis, la croissance de la part de marché des batteries NMC reste significative. L'extraction des ressources de cobalt et de nickel utilisées dans les batteries NMC est fortement concentrée en République démocratique du Congo et en Indonésie. Actuellement, la plupart des matériaux sont transformés en composés de qualité batterie et en électrodes positives de batterie en Chine. Bien que les États-Unis et l'Union européenne aient promulgué des lois pertinentes pour garantir la sécurité de l'approvisionnement et le recyclage des minéraux stratégiques, il faudra du temps pour établir une chaîne d'approvisionnement complète des mines aux installations de recyclage.
