Recherche et découverte
Il semble que le lithium et les hydroxydes de lithium soient là pour rester, pour le moment : malgré des recherches intensives sur des matériaux alternatifs, rien ne se profile à l'horizon qui puisse remplacer le lithium comme élément constitutif de la technologie moderne des batteries.
Les prix de l'hydroxyde de lithium (LiOH) et du carbonate de lithium (LiCO3) sont orientés à la baisse depuis plusieurs mois, et les récentes perturbations du marché n'arrangent rien. Malgré d'importantes recherches sur des matériaux alternatifs, rien ne semble pouvoir remplacer le lithium comme composant essentiel des batteries modernes dans les prochaines années. Comme le savent les fabricants des différentes formulations de batteries au lithium, le diable se cache dans les détails, et c'est précisément là que l'expérience permet d'améliorer progressivement la densité énergétique, la qualité et la sécurité des cellules.
Avec l'arrivée quasi hebdomadaire de nouveaux véhicules électriques, l'industrie recherche des sources d'approvisionnement et des technologies fiables. Pour les constructeurs automobiles, les avancées de la recherche en laboratoire importent peu : ils ont besoin des produits immédiatement.
Le passage du carbonate de lithium à l'hydroxyde de lithium
Jusqu'à très récemment, le carbonate de lithium était au cœur des préoccupations de nombreux fabricants de batteries pour véhicules électriques, car les modèles de batteries existants nécessitaient des cathodes utilisant cette matière première. Cependant, la situation est sur le point d'évoluer. L'hydroxyde de lithium est également une matière première essentielle à la production de cathodes de batteries, mais son approvisionnement est actuellement bien plus limité que celui du carbonate de lithium. Bien qu'il s'agisse d'un produit de niche, il est lui aussi utilisé par les principaux fabricants de batteries, qui se retrouvent en concurrence avec l'industrie des lubrifiants industriels pour cette même matière première. De ce fait, les approvisionnements en hydroxyde de lithium devraient se raréfier encore davantage.
Les principaux avantages des cathodes de batteries à l'hydroxyde de lithium par rapport à d'autres composés chimiques incluent une meilleure densité énergétique (capacité de batterie plus élevée), une durée de vie plus longue et des caractéristiques de sécurité améliorées.
C’est pourquoi la demande du secteur des batteries rechargeables a connu une forte croissance tout au long des années 2010, portée par l’utilisation croissante de batteries lithium-ion de grande capacité dans le secteur automobile. En 2019, les batteries rechargeables représentaient 54 % de la demande totale de lithium, provenant presque exclusivement des technologies de batteries lithium-ion. Bien que la forte progression des ventes de véhicules hybrides et électriques ait mis en lumière les besoins en composés de lithium, la baisse des ventes au second semestre 2019 en Chine – premier marché des véhicules électriques – et le recul mondial des ventes dû aux confinements liés à la pandémie de COVID-19 au premier semestre 2020 ont freiné la croissance de la demande de lithium à court terme, en impactant la demande des secteurs des batteries et de l’industrie. Les scénarios à plus long terme continuent toutefois de prévoir une forte croissance de la demande de lithium au cours de la prochaine décennie. Roskill prévoit ainsi une demande supérieure à 1 million de tonnes d’équivalent lithium (LCE) en 2027, avec une croissance annuelle supérieure à 18 % jusqu’en 2030.
Cela reflète la tendance à investir davantage dans la production de LiOH que dans celle de LiCO3. C'est là que la source de lithium entre en jeu : le spodumène offre une bien plus grande flexibilité en termes de procédé de production. Il permet une production simplifiée de LiOH, tandis que l'utilisation de saumure de lithium passe généralement par le LiCO3 comme intermédiaire. Par conséquent, le coût de production du LiOH est nettement inférieur avec le spodumène comme source. Il est clair qu'avec l'immense quantité de saumure de lithium disponible dans le monde, de nouvelles technologies de traitement devront être développées pour exploiter efficacement cette ressource. Plusieurs entreprises étudient actuellement de nouveaux procédés ; nous verrons donc ces évolutions se concrétiser, mais pour l'instant, le spodumène représente une option plus sûre.
