En 2021, le prix des packs de batteries lithium-ion pour véhicules électriques est tombé à 157 $ par kWh. Cela prolonge des décennies de réduction des coûts. Cependant, il pourrait augmenter cette année, car la hausse des prix des matériaux rattrapera davantage les réductions de coûts.
Dans l'industrie automobile, 100 $ par kWh pour les batteries lithium-ion est généralement le prix le plus compétitif pour les véhicules électriques. Bien sûr, cela dépend du type de voiture, car plusieurs segments peuvent produire des véhicules électriques à des prix compétitifs avec des coûts de batterie plus élevés. Le coût moyen des batteries de véhicules électriques a régulièrement diminué jusqu'en 2021.
Les prix du lithium-ion ont chuté de 269 %, passant de 579 $ par kilowattheure en 2011 à 157 $ par kWh en 2021. La poursuite des réductions de coûts est prometteuse pour l'avenir des véhicules électriques basés sur la technologie lithium-ion.
Cependant, en raison de la hausse des coûts des matériaux, ces réductions de coûts constantes pourraient prendre fin en 2022. En raison de la hausse des prix des matières premières, les prix moyens du lithium-ion pourraient atteindre 171 $/kWh en termes nominaux en 2022. En l'absence d'autres améliorations, cette pourrait signifier que le moment où les prix tomberont en dessous de 100 $/kWh sera retardé de deux ans. Cela influerait sur l'abordabilité et les marges des véhicules électriques, ainsi que sur l'économie des projets de stockage d'énergie.
En 2021, les prix des métaux critiques dans la production de batteries ont considérablement augmenté, exerçant une pression à la hausse sur les coûts des batteries. L'augmentation de la demande est plus rapide que l'arrivée de nouveaux produits, dont la mise en place est longue car l'exploitation minière est un secteur capitalistique et chronophage.
Chaque batterie EV contient plusieurs modules interconnectés contenant des dizaines à des centaines de cellules Li-ion rechargeables. Environ 77 % du coût total d'un bloc-batterie typique est constitué de ces cellules, soit environ 101 $/kWh.
Alors, quels facteurs ont un impact sur le prix d'une seule cellule de batterie ?
Le coût de la cathode de chaque cellule représente plus de la moitié du coût total de la cellule.
| Composant de cellule de batterie EV | % du coût de la cellule |
| Cathode | 51 % |
| Fabrication et amortissement | 24 % |
| Anode | 12 % |
| Séparateur | 7 % |
| Électrolyte | 4 % |
| Autres matériaux | 3 % |
L'électrode chargée positivement de la batterie est la cathode. Lorsqu'une batterie est déchargée, les électrons et les molécules chargées positivement (ions lithium) circulent de l'anode vers la cathode, où ils sont stockés jusqu'à ce que la batterie soit à nouveau chargée.
Par conséquent, les cathodes sont l'un des composants essentiels car elles déterminent les performances, l'autonomie et la sécurité thermique d'un véhicule électrique. Voici les compositions de cathode :
Les métaux de batterie, qui composent la cathode, sont très demandés. Les constructeurs automobiles comme Tesla se bousculent pour sécuriser les approvisionnements alors que les ventes de véhicules électriques montent en flèche. En effet, les produits de base de la cathode et ceux des autres parties de la cellule contribuent à environ 40 % du coût total de la cellule.
Les 49 % restants du coût d'une cellule comprennent des composants non cathodiques. Le processus de fabrication, qui comprend la fabrication des électrodes, l'assemblage des composants et la finition de la cellule, représente 24 % du coût total. Un autre composant critique de la batterie est l'anode, qui représente 12 % du coût total, soit environ un quart de la portion de la cathode.
L'anode d'une cellule Li-ion est généralement faite de graphite naturel ou synthétique, qui est moins cher que les autres matériaux de batterie. Même si les coûts des batteries ont baissé depuis 2010, une récente flambée du prix des métaux cruciaux des batteries comme le lithium a jeté le doute sur leur avenir.
