Ces avancées soulignent comment l'optimisation continue des matériaux, des cellules et des conceptions des batteries lithium-ion existantes peut continuer à apporter des améliorations significatives aux performances des batteries, notamment en termes de vitesse de charge, de sécurité et d'efficacité.

Au-delà des batteries lithium-ion, la Chine est également à la pointe du développement commercial des batteries sodium-ion (Na-ion). Ces dernières suscitent un intérêt croissant en raison de leur potentiel à offrir de meilleures performances et un fonctionnement optimal à basse température, deux points faibles des batteries LFP traditionnelles. Elles offrent également une protection contre les ruptures d'approvisionnement potentielles en matériaux pour batteries lithium-ion. CATL a récemment dévoilé sa batterie sodium-ion pour véhicules électriques, commercialisée sous la marque Naxtra, marquant une étape importante vers sa viabilité commerciale. Si les start-ups européennes et nord-américaines contribuent aux innovations en matière de chimie des électrodes et des cellules, la Chine est en avance sur le développement de la production à grande échelle. Les principaux fournisseurs chinois de matériaux d'anode et de cathode se sont déjà engagés dans la construction d'usines de production de composants sodium-ion, et la production de cellules est également beaucoup plus avancée.

La domination de la Chine suscite des inquiétudes chez les fabricants occidentaux. Les difficultés rencontrées par les entreprises européennes et nord-américaines du secteur des batteries, telles que la faillite de Northvolt et la réduction des investissements de sociétés comme ACC, PowerCo, Umicore et Ford, soulignent l'immense défi que représente le maintien du rythme de croissance. Le ralentissement de l'adoption des véhicules électriques en 2024 a remis la parité des coûts et des performances avec les véhicules à moteur thermique au premier plan des priorités. Par ailleurs, alors que les batteries lithium-ion actuelles approchent de leurs limites de performance, notamment en termes de densité énergétique, les nouvelles technologies de batteries, plus performantes, prennent une importance croissante.

Pour les entreprises hors de Chine, l'innovation technologique de pointe est peut-être la seule voie de survie et de pérennité. À cet égard, le nombre relativement élevé de start-ups européennes et nord-américaines développant des technologies de batteries de nouvelle génération est porteur d'espoir.

Les batteries à l'état solide demeurent une innovation promise de longue date, offrant une sécurité accrue et des densités énergétiques élevées lorsqu'elles sont associées à des conceptions au lithium métal ou sans anode. Des défis persistent quant à leur mise à l'échelle, leur coût et leurs performances à long terme, même si des avancées telles que la récente validation par Stellantis des cellules à l'état solide de Factorial témoignent des progrès continus. À court terme, la commercialisation des anodes à haute teneur en silicium se poursuit, les données de nombreuses entreprises soulignant leur potentiel d'amélioration de la densité énergétique et des capacités de charge rapide. Au niveau de la cathode, les matériaux à très haute teneur en nickel repoussent les limites de la performance, mais n'apporteront pas les réductions de coûts tant espérées. Le faible coût des batteries LFP a alimenté leur croissance rapide en parts de marché depuis 2020, mais une adoption généralisée renforcerait la dépendance mondiale aux chaînes d'approvisionnement chinoises, car la quasi-totalité de la production de matériaux de cathode LFP est située en Chine. Parallèlement, l'intérêt pour les cathodes riches en lithium-manganèse (Li-Mn) croît. Ces matériaux offrent un compromis prometteur : une densité énergétique supérieure à celle des LFP, tout en réduisant les coûts par rapport aux NMC. Cela pourrait permettre aux cathodes riches en lithium et manganèse de se substituer aux piles à combustible à lithium sur les marchés européens et nord-américains et de diversifier la chaîne d'approvisionnement. Comme toujours, des défis subsistent, notamment concernant la stabilité de ces matériaux et l'absence de commercialisation.

Conclusion : Innovation, échelle et stratégie.
De nombreuses technologies avancées et de nouvelle génération pour les batteries lithium-ion sont en cours de développement, ce qui améliorera encore leurs performances et, par conséquent, la viabilité à grande échelle des véhicules électriques et des systèmes de stockage d’énergie stationnaires. En dehors de l’Asie, et notamment de la Chine, le développement de ces technologies de nouvelle génération jouera probablement un rôle clé dans l’émergence de marchés nationaux compétitifs pour les batteries. Face à l’incertitude liée aux politiques et aux tensions géopolitiques quant au rythme de déploiement des véhicules électriques et du stockage d’énergie stationnaire, il sera essentiel de développer des solutions de batteries performantes et économiques, ainsi que des chaînes d’approvisionnement locales.

Auteur : Dr Alex Holland, directeur de la recherche chez IDTechEx