Trois chimies cathodiques pour dominer le marché Li-ion de 430 milliards de dollars – rapport

Le marché du Li-ion devrait atteindre plus de 430 milliards de dollars d’ici 2033, tiré par la demande de véhicules électriques, selon un récent rapport d’IDTechEx.

Selon l’analyste du marché, les véhicules électriques restent le principal moteur du marché Li-ion, et les voitures électriques seront le plus grand marché pour les batteries Li-ion au cours des 10 prochaines années. En raison de son importance croissante, le marché des véhicules électriques devrait être un déterminant clé des technologies de batteries Li-ion utilisées et développées à partir de maintenant.

En ce qui concerne spécifiquement les choix de cathodes, IDTechEx note que la dernière décennie a vu la majorité du marché des véhicules électriques en dehors de la Chine s’appuyer sur les cathodes NMC (oxyde de nickel-manganèse-cobalt) et NCA (oxyde de nickel-cobalt-aluminium) en raison de leur densité d’énergie élevée. , qui fournit de longues plages EV.

Ces technologies ont cependant évolué avec le temps. A titre d’exemple, le rapport mentionne l’augmentation de la teneur en nickel utilisé dans les matériaux cathodiques au détriment de la quantité de cobalt.

« NMC 111 (parties égales Ni, Mn, Co) a été remplacé par NMC 532 et NMC 622, l’utilisation de NMC 811 se développe et les principaux fabricants de cathodes cherchent à passer à 90+% de nickel dans NMC et NCA », a déclaré le souligne le dossier. «Cela est motivé par le désir de réduire le cobalt coûteux et potentiellement problématique, ainsi que d’augmenter autant que possible la capacité et la densité énergétique. Des difficultés subsistent pour assurer la sécurité et la longévité de ces matériaux.

CARG estimé dans la production mondiale de cathodes

De l’avis de l’analyste de marché, alors que les cathodes NMC et NCA resteront importantes, en particulier en Europe et en Amérique du Nord, les pressions observées sur les prix des batteries jusqu’en 2021 et 2022, et le potentiel de futures ruptures d’approvisionnement en matériaux, continueront de forcer les fabricants de véhicules électriques et fabricants de batteries à repenser leurs stratégies. Les exemples sont Tesla, Volkswagen, Ford et Stellantis, qui ont présenté des plans pour utiliser des cathodes LFP (lithium fer phosphate) moins chères dans certaines régions pour les segments de véhicules grand public ou à moindre coût.

« LFP a déjà regagné des parts de marché au cours des deux dernières années grâce à sa reconquête de parts de marché des VE en Chine notamment. IDTechEx s’attend à ce que la part de LFP sur le marché total du Li-ion (en GWh) augmente au cours des 10 prochaines années.

Le document prévoit également que la capacité de production LFP augmentera à un TCAC d’environ 31 % au cours des cinq prochaines années, tandis que la capacité de production NMC et NCA devrait croître à un TCAC d’environ 19 %.

« Cette croissance du LFP sera stimulée par la pression pour réduire les prix des batteries pour les véhicules électriques et les systèmes de stockage de batteries stationnaires. Alors que le LFP est déjà bien adapté aux applications stationnaires, pour un véhicule électrique, où la densité d’énergie reste une mesure de performance clé, les innovations technologiques pourraient aider à minimiser l’impact de sa densité d’énergie plus faible par rapport au NMC/NCA et faire du LFP une proposition encore plus attractive, », indique le rapport. « Ces améliorations pourraient provenir de l’utilisation d’anodes en silicium, de conceptions cellule à pack ou d’autres gains d’efficacité de la transmission. »

Le problème que voit IDTechEx avec la volonté de limiter la dépendance au cobalt et au nickel en passant au LFP est que la dépendance à l’égard de la Chine est appelée à croître, car la grande majorité de la production de LFP provient d’entreprises chinoises opérant au niveau national avec relativement peu de projets de production de LFP à l’extérieur. le pays.

Autres options

L’étude de marché note qu’en plus des chimies cathodiques « traditionnelles », les cathodes à haute teneur en manganèse ont commencé à attirer l’attention, le sud-coréen EcoPro BM et le belge Umicore se joignant à BASF pour exposer leur intention de commercialiser des cathodes à haute teneur en manganèse.

« Le développement de ces cathodes est également motivé par le désir de réduire les coûts, tout en bénéficiant également d’une densité d’énergie comparable à NMC/NCA. L’évanouissement de la tension et la faible durée de vie restent les principaux obstacles à l’adoption », indique le livre blanc.

Les cathodes LNMO (Lithium Nickel Manganese Oxide), qui sont sans cobalt et à haute tension, peuvent également rejoindre la course car elles offrent des coûts relativement bas et des opportunités pour améliorer l’efficacité des conceptions de batteries.

Ces cathodes sont considérées comme capables de réduire la consommation de lithium en ayant une intensité de lithium en kg/kWh inférieure à celle d’autres cathodes, ce qui pourrait devenir très important si les contraintes d’approvisionnement se matérialisaient et que les fabricants étaient contraints de trouver des moyens de minimiser l’impact des prix élevés du lithium.

Le problème avec les LNMO est que, comme les cathodes à haute teneur en manganèse, la durée de vie du cycle, ainsi que le besoin d’un électrolyte stable, restent des obstacles majeurs.

« En fin de compte, IDTechEx prévoit que NMC, NCA et LFP continueront d’être les principaux matériaux de cathode utilisés jusqu’en 2033, le choix du matériau étant déterminé par un compromis entre le prix, les performances, l’adéquation de l’application et la disponibilité », le dossier États.

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Nicolas

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