Quel avenir pour la batterie Li-ion ?

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Pike Research, une compagnie américaine spécialisée dans l’analyse des marchés liés aux « technologies propres », a mis en ligne au début du mois, un rapport [1] sur ses prévisions pour le marché potentiel des batteries Lithium-ion (Li-ion) dans le monde. Avec le développement des véhicules électriques, les batteries Li-ion, qui devraient être la technologie dominante, devraient, selon Pike Research, décupler en 5 ans pour atteindre 8 milliards de dollars de ventes d’ici 2015, contre 878 millions de dollars prévus en 2010. Une prévision plus optimiste que celle du cabinet Lux Research qui prédit 510 millions à 9 milliards de dollars, mais en 2020 [2], selon le cours du pétrole.

A l’heure actuelle, les spécialistes estiment que le principal frein au déploiement à grande échelle des batteries de type Li-ion et par répercussion des voitures électriques est son prix. En effet, Lux souligne qu’elles sont responsables à 80 % du surcoût des voitures tout-électriques, alors que les voitures hybrides-électriques utilisent des batteries nickel-métal hydrides (NiMH), moins coûteuses. Cependant, selon l’étude publiée par Pike, leur prix devrait baisser de 50 % en cinq ans, en passant de 940 dollars par kilowatt-heure (kWh) en 2010 à 470 dollars par kWh en 2015. Pour la comparaison, Lux Research prévoit que le coût des batteries Li-ion passera de 721 dollars par kWh en 2010 à environ 405-450 dollars/kWh d’ici 2020 grâce à une production en masse.

Des progrès à faire au niveau de l’autonomie

Si le prix joue un rôle prédominant, d’autres facteurs représentent également un frein important à la mise sur le marché des batteries Li-ion. Ainsi la durée de vie, l’autonomie et le niveau de sécurité (notamment lié aux risques d’explosion en cas d’accident) restent encore insuffisants pour un déploiement massif des véhicules électriques. Il est en effet difficile à l’heure actuelle de présenter un modèle de batterie Li-ion présentant des propriétés satisfaisantes pour chacun de ces critères, simultanément. Par ailleurs, sur un plan moins technique se pose la question de la disponibilité du lithium lui-même. Bien que les ressources de Lithium soient abondantes en Amérique du Sud, le prix de la tonne de Lithium a été presque multiplié par 10 en cinq ans, passant de 350 $/tonne en 2003 à 3000 $ en 2008 [3].

Répondant à une volonté du gouvernement, la Californie s’est quant à elle dotée de plusieurs programmes pour accélérer le développement des véhicules propres. Parmi eux, on peut citer le programme Global Warning Solution, libellé sous le nom d’Assembly Bill 32 (AB 32) [4], dont l’objectif est un retour en 2020 du niveau d’émission des gaz à effet de serre en Californie, à celui de 1990. A noter également, le programme Alternative Fuels and Vehicules Technology (AB 118) [5], qui est doté d’un budget de 100 millions de dollars par an, pour développer et déployer des carburants alternatifs et renouvelables ainsi que des technologies avancées dans le transport.Grâce à ces financements, de nombreux laboratoires de recherches ont pu lancer leur propre projet. Parmi eux, on peut citer le projet Batteries for Advanced Transportation Technologies (BATT), hébergé par le Lawrence Berkeley National Lab (LBNL) [6], dont le but est d’améliorer l’efficacité des batteries. Soit en testant de nouveaux matériaux pour fabriquer l’anode et la cathode des batteries, soit en mettant au point de nouveaux processus de fabrications plus performants. Les constructeurs pourraient également se tourner vers de nouvelles technologies comme les technologies Zn/air, Lithium/S ou encore Lithium/Air, qui promettent des performances théoriques beaucoup plus élevées.