Le futur est à l'état solide, mais le présent est aux batteries LFP

Tout le monde de l’automobile électrique attend l’arrivée des batteries à l’état solide. Elles auront une densité énergétique plus élevée, se rechargeront plus rapidement, seront plus sûres et dureront plus longtemps. Ce n’est plus très loin, mais il faut encore patienter.

Peut-être distraits par le désir de les voir arriver, on ne réalise pas qu’un changement majeur est en cours, toujours en parlant de batteries. Selon certains chercheurs, si l’état solide est l’avenir (proche), le lithium-fer-phosphate (LFP) est le présent. Les batteries avec cette chimie ont une densité énergétique plus faible, inférieure généralement même par rapport aux accumulateurs classiques au lithium-ion de type NMC, mais possèdent une structure plus stable, ce qui garantit une dégradation moindre. Et elles coûtent moins cher. 

Les performances augmentent

Faisons un bref tour d’horizon du monde des batteries. À ce jour, 80% de toutes les batteries produites au niveau mondial est destiné à l’automobile électrique. Indépendamment de l’usage pour lequel elles sont fabriquées, 59% des batteries ont une chimie LFP. C’est ce que révèle le Battery Report 2024 de la Volta Foundation, qui a présenté l’étude lors de l’événement annuel sur la mobilité électrique de Motus–E.

Déjà, ce chiffre donne à réfléchir : sur 10 batteries produites, environ 6 ont désormais une chimie au lithium-fer-phosphate. Il y a quelques années à peine, ce type d’accumulateurs était réservé aux petites voitures électriques économiques, principalement chinoises. Désormais, on les utilise largement aussi sur des modèles de moyenne et haute gamme.

Les batteries LFP représentent désormais 59% de la production mondiale

Photo: InsideEVs

Parce qu’avec le temps, les performances ont augmenté. Selon McKinsey & Company, en 2024, la densité moyenne d’une batterie LFP tournait autour de 80 Wh par kg. En 2023, une augmentation de 75% a été enregistrée, atteignant environ 140 Wh/kg. Mais il y a certaines batteries qui s’approchent des 200 Wh/kg. Une valeur qui ne s’éloigne pas beaucoup de celle des batteries au lithium-ion “traditionnelles”. CATL affirme avoir même atteint 205 Wh/kg, mais au niveau des cellules.

Tous les facteurs qui réduisent les coûts

Il y a aussi la question économique. Comme mentionné, les batteries LFP gagnent du terrain car elles coûtent moins cher. On parle d’une moyenne de 60 dollars par kWh. Les batteries au lithium-ion ne descendent pas en dessous de 115 dollars par kWh. C’est presque le double.

• Prix moyen batterie LFP: 60 $/kg
• Prix moyen batterie NMC: 115 $/kg

Les raisons pour lesquelles le prix des batteries LFP a baissé plus rapidement que celui des batteries NMC et similaires se trouvent dans le fait que, étant plus récentes, elles ont seulement récemment bénéficié de tous les avantages des meilleures économies d’échelle et de l’optimisation des processus de production. Comme on peut facilement l’imaginer, dans une phase initiale de développement, un produit réalise les progrès les plus significatifs. Ensuite, il se stabilise en ne s’améliorant que par affinement.

Tous les facteurs de diminution des coûts de production des batteries LFP

Photo: InsideEVs

Toujours selon le rapport de la Volta Foundation, en maximisant l’efficacité dans de nombreux domaines, on pourrait atteindre des prix réduits de moitié par rapport aux niveaux actuels. Les batteries LFP pourraient coûter moins de 30 dollars par kWh si l’on achetait du lithium à des prix plus avantageux, si l’on réduisait le coût de production des cathodes et des feuilles, si l’on utilisait des machines plus efficaces et si l’on affinait l’architecture interne des cellules. C’est un scénario idéal et théorique, mais qui donne une bonne idée de ce qui peut encore se passer d’ici quelques années.

Donc, en revenant à l’hypothèse initiale, il est plausible de croire que durant la prochaine décennie, la norme sera différente : que les batteries à l’état solide s’installeront définitivement non seulement sur les voitures électriques hautes performances mais aussi sur les voitures citadines et voitures polyvalentes. Pour l’instant, cependant, c’est le LFP qui mène la danse. Et ce sera encore le cas pendant un certain temps. Et ce sera de plus en plus le cas.

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