Réduction du nickel dans les batteries EV avec cathode NCM 217

Aujourd'hui, la plupart des voitures électriques sont alimentées par des batteries à cathodes NCM, dont les matières premières, outre le lithium, comprennent le nickel, le cobalt et le manganèse.

Comme vous le savez probablement déjà, depuis quelques années, l'objectif est de réduire l'utilisation du cobalt, qui est rare et cher. Le nickel est utilisé pour remplacer le cobalt, permettant des batteries plus denses en énergie et moins chères.

  • NCM 111 :cathode avec un rapport de composition Ni:Co:Mn de 1:1:1
  • NCM 424 :cathode avec un rapport de composition Ni:Co:Mn de 4:2:4
  • NCM 523 :cathode avec un rapport de composition Ni:Co:Mn de 5:2:3
  • NCM 622 :cathode avec un rapport de composition Ni:Co:Mn de 6:2:2
  • NCM 712 :cathode avec un rapport de composition Ni:Co:Mn de 7:1:2
  • NCM 811 :cathode avec un rapport de composition Ni:Co:Mn de 8:1:1

Cependant, la prochaine étape importante dans le développement des batteries NCM consiste à remplacer le nickel par du manganèse beaucoup plus abondant et moins cher.

Pour avoir une idée, voyons le prix moyen du marché de ces matières premières par tonne.

  • Cobalt :27.000 EUR/t
  • Nickel :11.000 EUR/t
  • Manganèse :2.000 EUR/t

Comme vous pouvez le constater, les coûts d'utilisation du manganèse sont beaucoup plus logiques et pour cette raison, BASF, le plus grand producteur de produits chimiques au monde, prévoit de commencer à produire des matériaux actifs cathodiques pour les batteries NCM 217 à haute teneur en manganèse dès cette année.

Présentation des produits NCM par BASF le 4 novembre 2014

Avec les batteries NCM 217, le coût du kWh pour les acheteurs de grandes quantités (constructeurs automobiles) devrait être inférieur à 80 euros, ce qui est similaire aux futures batteries LFMP sans cobalt. Cependant, la densité d'énergie volumétrique des batteries NCM 217 sera beaucoup plus élevée (900-1.000 au lieu de 410-450 Wh/L).

Par exemple, la batterie NCM 622 du Hyundai Kona Electric a une capacité totale de 67,5 kWh et est composée de cellules de batterie LGX E63 qui ont une densité d'énergie volumétrique de 500 Wh/L. Cela signifie qu'avec les cellules NCM 217 (1 000 Wh/L), nous pourrions doubler la capacité de la batterie à 135 kWh et maintenir le même volume. Il suffirait de donner au Hyundai Kona Electric une autonomie WLTP supérieure à 900 km (559 miles)…

Feuille de route de l'évolution de la batterie par Roland Berger

Quoi qu'il en soit, bien que les matériaux actifs cathodiques soient déjà disponibles cette année, cela ne signifie pas que les fabricants de cellules de batterie les utiliseront immédiatement pour la production de masse. Des tests approfondis sont nécessaires avant la production en série de batteries pour véhicules électriques. Attendez-vous donc à ce que la phase 1 (réduction du cobalt) soit achevée avec l'introduction des cathodes NCMA en 2021/2022 et le début de la phase 2 (réduction du nickel) avec les cathodes NCM 217 un ou deux ans plus tard.

Si nous voulons vraiment savoir où vont les batteries NCM, nous devons considérer ce que fait le plus grand producteur de produits chimiques au monde, au lieu de nous fier aux communiqués de presse constants avec des affirmations trop belles pour être vraies de la part d'escrocs potentiels essayant d'attirer les investisseurs.