[Dans l’ombre du roi Li-ion, la famille s’agrandit – 1/8]. De moins en moins chères et toujours plus efficaces, les batteries lithium-ion semblent avoir gagné le match de l’électrification. Mais la croissance hors norme du marché, les tensions d’approvisionnement sur certaines matières premières critiques et les nouveaux usages amènent les chercheurs à explorer d’autres chimies, voire des solutions de stockage alternatives. Aujourd’hui, focus sur les raisons qui expliquent la toute puissance du lithium, et sur ses deux sœurs ennemies : les chimies LFP et NMC.
Très léger, ultra-performant énergétiquement, abondant… «Dans les batteries, le lithium est là, et pour longtemps. Cela va être compliqué pour les autres technologies d’atteindre son niveau de performance», entame, tranchant, le chercheur Patrice Simon, le responsable du programme français de recherche autour des batteries au CNRS. De fait, les chimies lithium-ion combinent avantages naturels et maturité industrielle, grâce à leur adoption initiale dans l’électronique portable qui a permis d’essuyer les plâtres avant d’être adoptées par l’automobile.
Selon le cabinet Avicenne Energy, le roi li-on concentre les trois quarts du marché des batteries, avec plus de 1500 gigawattheures (Gwh) produits en 2024. Une domination qui devrait s’accentuer d’ici à 2035, avec une croissance de 15% par an pour atteindre… 7800 Gwh !
Mais derrière cette success-story se cache une guerre sans merci entre deux familles. Toutes deux utilisent du lithium pour transférer l’énergie, et du graphite (parfois dopé de silicium), à l’anode. Mais les chimies de cathode changent. La première, longtemps privilégiée, est le NMC (pour nickel-manganèse-cobalt). C’est la plus compétitive en termes de poids, allongeant ainsi l’autonomie des appareils, notamment lorsque la proportion de nickel augmente par rapport aux deux autres métaux.
Mais la deuxième famille, dite LFP (pour lithium-fer-phosphate), a émergé en force. Moins chère car utilisant peu de métaux critiques, elle représente 80% du marché en Chine, malgré une densité énergétique un peu plus faible. «Il y a dix ans, en Europe, on ne pensait qu’à la densité d’énergie et personne ne croyait au LFP. Mais la Chine a continué de faire progresser cette technologie, observe Patrice Simon. Si la cellule LFP a 30% de densité de moins, elle est plus stable et n’a pas besoin d’appareils de gestion thermique, ce qui limite l’écart de performances au niveau du pack».
Prochaine étape : la batterie solide
Résultat : le marché se répartit. Le LFP est déjà couronné pour le stockage stationnaire à grande échelle. Dans l’automobile, «les batteries des berlines auront du NMC, et les petites citadines auront du LFP», explique Christophe Pillot, du cabinet Avicenne, en prédisant une répartition hors de Chine «autour de 50-50, voire un peu plus pour le LFP à l’horizon 2030». Un problème pour les industriels européens, qui n’ont pas parié sur le bon cheval et ont beaucoup de retard. Mi-2024, le fabricant franco-allemand ACC a ainsi été contraint, afin de bifurquer une partie de sa production vers le LFP, de suspendre ses investissements en Allemagne et en Italie.
Reste que le lithium, commun aux deux options, est bien parti pour durer. La filière travaille sur la prochaine étape : la batterie «solide», sans électrolyte liquide et avec une anode en lithium métallique. Prévu pour les années 2030, le passage à l’échelle industrielle offrirait une meilleure sécurité et surtout une densité énergétique, donc une autonomie, encore plus élevée. En France, Blue Solutions, une filiale du groupe Bolloré, y travaille depuis le début des années 2000. Mais, là encore, la Chine devrait conserver sa suprématie.
LFP (lithium-fer-phosphate)
- Avantages : coût, longue durée de vie, métaux moins critiques
- Inconvénients : densité plus faible, chaîne de valeur ultra-concentrée en Chine
- Entreprises à suivre : CATL (Chine), BYD (Chine), Gotion (Chine), ElevenEs (Serbie)
NMC (nickel-manganèse-cobalt)
- Avantages : densité énergétique, puissance
- Inconvénients : coût, utilisation de métaux critiques
- Entreprises à suivre : CATL (Chine), LG Energy Solution (Corée du Sud), Panasonic (Japon), ACC (France), Verkor (France)
Vous lisez un article de L’Usine Nouvelle 3749 – Décembre 2025
